Linux 文件系统中的 i 节点：原理、地址项详解及文件索引示例

i 节点 (inode) 是文件系统中的一个数据结构，用于存储文件的元数据信息，如文件大小、创建时间、修改时间、权限等。i 节点还包含了指向文件数据块的指针，可以通过 i 节点来访问文件数据块。

在 Linux 中，i 节点的物理地址字段中有 12 个地址项，每个地址项占用 4B，共占用 48B。这 12 个地址项分别代表以下含义：

直接块 (Direct blocks)：前 12 个数据块直接存储在 i 节点中，每个数据块大小为 4KB，因此最多可以存储 12 个数据块，即 48KB 的文件数据。
一次间接块 (Indirect blocks)：第 13 个数据块存储的是一个指针块，该指针块中存储了指向其他数据块的指针，每个指针指向一个数据块，因此一个指针块可以索引 1024 个数据块，即 4MB 的文件数据。
二次间接块 (Double indirect blocks)：第 14 个数据块存储的是一个指针块，该指针块中存储了指向其他指针块的指针，每个指针指向一个指针块，每个指针块又可以索引 1024 个数据块，因此一个二次间接块可以索引 1024*1024 个数据块，即 4GB 的文件数据。
三次间接块 (Triple indirect blocks)：第 15 个数据块存储的是一个指针块，该指针块中存储了指向其他二次间接块的指针，每个指针指向一个二次间接块，每个二次间接块又可以索引 10241024 个数据块，因此一个三次间接块可以索引 10241024*1024 个数据块，即 4TB 的文件数据。

因此，一个 1100 个数据块的文件可以通过 i 节点索引这些数据块的方式如下图所示：

[插入图片，展示 i 节点如何索引 1100 个数据块的文件]

其中，前 12 个数据块直接存储在 i 节点中的地址项中，第 13 个数据块存储的指针块中的每个指针分别指向 14-1025 个数据块，第 14 个数据块存储的指针块中的每个指针分别指向 1026-1048577 个数据块，第 15 个数据块存储的指针块中的每个指针分别指向 1048578-1073741825 个数据块。因此，1100 个数据块的文件可以被索引到。