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Inode

Was bedeutet Inode?

Unter einem Inode versteht man eine Datenstruktur, die bei der Verwaltung von Dateisystemen mit unixartigen Betriebssystemen zum Einsatz kommt. Jeder Inode besitzt eine Inode-Nummer mit der er innerhalb einer Partition eindeutig identifiziert werden kann. Jeder Namenseintrag, in einem Verzeichnis, verweist auf einen Inode. Beim Lesen oder Schreiben von Daten unterscheidet die Anwendungssoftware nicht zwischen Gerätetreibern und regulären Daten. Durch das Inode-Konzept gilt alles als Datei. Dadurch unterscheiden sich diese Betriebssysteme in der Verwaltung der Datenspeicherung von anderen Betriebssystemen wie VMS, MVS oder Microsoft Windows mit NTFS.

Wird eine Datei auf einem Computer gespeichert, dann wird nicht nur der Inhalt der Datei (Nutzdaten) gespeichert, sondern auch die Metadaten. Unter Metadaten versteht man beispielsweise den Zeitpunkt der Erstellung und den Besitzer der Datei. Der Computer muss in der Lage sein, die Nutzdaten und die Metadaten einem Dateinamen zuzuordnen. Hierfür gibt es eine Spezifikation, wie die Daten organisiert und abgespeichert werden, das nennt man Dateisystem. Abhängig von dem Einsatzbereich und dem Betriebssystem gibt es unterschiedliche Dateisysteme, die Dateispezifikationen werden von einem Treiber umgesetzt.
Inodes werden beispielsweise von Linux oder macOS verwendet. Sie enthalten die Metadaten und Verweise an welchem Ort die Nutzdaten gespeichert sind. Im Superblock wird die Anzahl, Größe und Lage der Inodes gespeichert. Jeder Inode besitzt eine Nummer und ist auf einem Stück des Datenträgers gespeichert. Jedes Wurzelsystem besitzt eine feste Inodennummer.

Soll die Datei /zng/pr geöffnet werden, dann läuft der Prozess folgendermaßen ab:
Der Treiber liest den Superblock aus und erfährt die Position des Inodes und dessen Länge. Mit diesen Informationen kann jeder Inode gefunden werden. Im nächsten Schritt wird der Inode des Wurzelverzeichnisses geöffnet. Hier befindet sich ein Ordner mit einem Verweis auf die Speicherstelle und die Inodennummer. Der Inode des zng-Verzeichnisses kann nun gelesen, und die Datei pr gefunden werden. Falls die Datei pr kein Verzeichnis ist, sondern eine reguläre Datei, dann erhält der Inode die Speicheradresse der Datei.

Struktur eines Inodes

Eine Inode besitzt 12 Strukturelemente. Der Dateimodus definiert Dateityp und Zugriffsrechte. Die userID speichert den Besitzer der Datei, die GUI die Gruppen ID. In einem Inode befinden sich 4 Zeitstempel die den letzten Zugriff, die letzte Änderung, den Zeitpunkt der Erstellung und die letzte Löschung speichern. Die Dateigröße wird ebenfalls gespeichert. In den Links wird die Anzahl der Namen dieser Datei gespeichert. Die Flags besitzen Wahlschalten für zusätzliche ext2 Eigenschaften. Die Datenblockadressen enthalten Tabellen in denen die Adressen der Datenblöcke und Daten verwaltet werden. Eine Versionsnummer ist ebenfalls ein Strukturelement. Verweise auf Zugriffskontrolllisten und die Adresse des letzten allokierten Teilblockes sind vorhanden, ebenso wird die Anzahl und Größe der zuletzt benutzten Teilblöcke gespeichert.

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