Linux 文件系统与日志分析

导图

1.inode表结构

每个文件的属性信息，比如：文件的大小，时间，类型，权限等，称为文件的元数据(meta data)

元数据是存放在inode（index node）表中。inode 表中有很多条记录组成，第一条记录对应的存放了一个

文件的元数据信息。

1.1硬链接和软连接

硬连接 同一个文件取不同的名或者叫多个名字（比如 苏轼 字子瞻 号东坡居士 苏二 谥号文忠 ）不支持文件夹，创建一个连接数加一，多路径访问。

软连接 类似于windows里快捷方式，软连接，符号连接

1.2inode表中存放的对应数据

• inode number 节点号
• 文件的类型
• 文件的权限
• UID
• GID
• 链接数（指向这个文件名路径名称个数）
• 该文件的大小和不同的时间戳
• 指向磁盘上文件的数据块指针
• 等有关文件的其他数据

查看inode号 [root@localhost data]# ls 123  1.txt  2.txt  3.txt  4.txt  5.txt  data1  data2  [root@localhost data]# ls -i     //方法1 35802872 123  35802838 1.txt  35802839 2.txt  35802840 3.txt  35802841 4.txt  35802842 5.txt   2420054 data1  35802875 data2  [root@localhost data]# stat /data/1.txt  //方法2   文件："/data/1.txt"   大小：0               块：0          IO 块：4096   普通空文件 设备：fd00h/64768d      Inode：35802838    硬链接：1 权限：(0644/-rw-r--r--)  Uid：(    0/    root)   Gid：(    0/    root) 环境：unconfined_u:object_r:default_t:s0 最近访问：2022-10-12 18:52:31.654822781 +0800 最近更改：2022-10-12 18:52:31.654822781 +0800 最近改动：2022-10-12 18:52:31.654822781 +0800 创建时间：-  3个时间戳： 最近访问atime：最后一次差看文件 最近更改mtime：最近更改文件内容的时间，注意：更改完内容之后，ctime也会改变 最近改动ctime：最近更改文件元信息的时间，比如改变权限等

1.3用户访问文件的原理/过程：

• 用户访问文件时 先去查找 自己 文件夹中的目录项 ，
• 文件名和inode之间对应的关系，
• 通过 inode号利用指针（直接指针/间接指针）去指向 实际数据

直接指针：直接指向数据块

间接指针：不直接指向数据块，要经过中间数据块，最后指向数据块

图解：

1.4补充：文件相关

• 文件是存储在硬盘上的，硬盘的最小存储单位叫做“扇区”(sector)，每个扇区存储512字节。

• 一般连续八个扇区组成一个"块”(block)，一个块是4K大小，是文件存取的最小单位。操作系统读取硬盘的时候，是一次性连续读取多个扇区，即一个块一个块的读取的。

• 文件数据包括实际数据与元信息(类似文件属性)。文件数据存储在“块"中，存储文件元信息(比如文件的创建者、创建日期、文件大小、文件权限等)的区域就叫做inode表。 因此，一个文件必须占用一个inode，并且至少占用一个block。

• inode不包含文件名。文件名是存放在目录文件夹当中的。Linux 系统中一切皆文件，因此目录也是一种文件。

• 每个inode都有一个号码，操作系统用inode号码来识别不同的文件。Linux系统内部不使用文件名，而使用inode号码来识别文件。对于系统来说，文件名只是inode号码便于识别的别称，文件名和inode号码是一一对应关系，每个inode号码对应一个或多个文件名。

  唯一 同一文件系统（） 不同的文件

• 所以，当用户在Linux系统中试图访问一个文件时，系统会先根据文件名去查找它对应的inode号码:通过inode号码，获取inode信息;根据inode信息，看该用户是否具有访问这个文件的权限;如果有，就指向相对应的数据block，并读取数据。

tops：

硬盘上最小的存储单位为扇区（512字节）

文件存储的最小单位为块8个扇区组成为4k

图解：

• mode:权限

• owner info：所有者

• size：大小

• timestamps:三个时间戳

inode号与命令cp，rm，mv的关系：

cp 命令：

• 分配一个空闲的inode号，在inode表中生成新条目

• 在目录中创建一个目录项，将名称与inode编号关联

• 拷贝数据生成新的文件

rm 命令：

• 硬链接数递减，从而释放的inode号可以被重用

• 把数据块放在空闲列表中

• 删除目录项

• 数据实际上不会马上被删除，但当另一个文件使用数据块时将被覆盖

mv 命令：

• 如果mv命令的目标和源在同一设备，不影响inode表（除时间戳）或磁盘上的数据位置：没有数据被移动！
• 删除旧的目录对应关系新建目录对应关系

#可以通过inode号来删除指定文件 [root@localhost data]# ls -i 35802872 123  35802838 1.txt  35802839 2.txt  35802840 3.txt  35802841 4.txt  35802842 5.txt   2420054 data1  35802875 data2  [root@localhost data]# find -inum 35802872 -delete           //命令1 [root@localhost data]# find -inum 35802872 -exec rm {}  /；  //命令2  [root@localhost data]# ls 1.txt  2.txt  3.txt  4.txt  5.txt  data1  data2

删除文件空间不释放，解决方法  [root@localhost opt]#lsof |grep delete   //列出文件  过滤已删除  [root@localhost opt]#echo " " > /boot/bigfile   //写空字符导给文件

2.文件恢复extundelete

删除一个文件，实际上并不清除 inode 节点和 block 的数据，只是在这个文件的父目录 里面的 block 中，删除这个文件的名字。

Linux 是通过 Link 的数量来控制文件删除的，只有 当一个文件不存在任何 Link 的时候，这个文件才会被删除。

在 Linux 系统运维工作中，经常会遇到因操作不慎、操作错误等导致文件数据丢失的情 况，尤其对于客户企业中一些新手。

当然，这里所指的是彻底删除，即已经不能通过“回收 站”找回的情况，比如使用“rm -rf”来删除数据。

针对 Linux 下的 EXT 文件系统，可用的恢复 工具有 debugfs、ext3grep、extundelete 等。

其中 extundelete 是一个开源的 Linux 数据 恢复工具，支持 ext3 文件系统。

2.1使用extundelete工具如何恢复误删文件

在编译安装 extundelete 之前需要先安装两个依赖包 e2fsprogs-libs 和 e2fsprogs-devel；

这两个包在系统安装光盘的/Package 目录下就有，使用 rpm 或 yum 命令将其安装；

e2fsprogs-devel 安装依赖于 libcom_err-devel 包。

[root@localhost ~]#yum -y install e2fsprogs-devel e2fsprogs-libs #安装依赖软件 [root@localhost ~]# tar -jxvf extundelete-0.2.4.tar.bz2 -C /opt #解压软件 [root@localhost ~]# cd /opt/extundelete-0.2.4 #切换到目录下 [root@localhost extundelete-0.2.4]# ./configure    //定义模块和路径 #编译安装  [root@localhost extundelete-0.2.4]#make           //编译 [root@localhost extundelete-0.2.4]#make install   //写入硬盘 [root@localhost extundelete-0.2.4]#cd /usr/local/bin/ [root@localhost bin]#ls extundelete  you-get   #验证恢复，目前使用版本只对ext3 有效，分区略 [root@localhost ~]# mkfs.ext3 /dev/sdb1 [root@localhost ~]# mkdir /test/  [root@localhost ~]# mount /dev/sdb1 /test/  [root@localhost ~]# cd /test/ [root@localhost test]# echo a>a  [root@localhost test]# echo a>b  [root@localhost test]# echo a>c  [root@localhost test]# echo a>d

2.2模拟误删并恢复

可以使用extundelete /dev/sdb1 --inode 2   //查看文件系统/dev/sdb1 下存在哪些文件

具体的使用情况：

其中--inode 2 代表从 i 节点为 2 的文件开始查看，一般文件系统格式化挂载之后，i 节点是从 2 开始的，2 代表该文件系统最开始的目录。

在恢复前需要先解挂载

[root@localhost test]# rm -rf a b   //模拟误删除  [root@localhost test]# ls c d lost+foun [root@localhost test]# cd   [root@localhost ~]# umount /test/ #解挂载 [root@localhost ~]#extundelete /dev/sdb1 --inode 2  //查看该分区下的存在哪些文件 #                  命令          查看的分区   从2节点开始  [root@localhost ~]# extundelete  /dev/sdb1          --restore-all    //使用恢复 #                   命令          需要恢复的分区设备    恢复选项，全都要  [root@localhost ~]# ls     anaconda-ks.cfg extundelete-0.2.4 extundelete-0.2.4.tar.bz2 RECOVERED_FILES [root@localhost ~]# cd RECOVERED_FILES/    //进入恢复目录 [root@localhost RECOVERED_FILES]# ls   //查看 a b      //恢复成功

3.xfs类型备份和恢复

CentOS 7 系统默认采用 xfs 类型的文件。针对 xfs 文件系统目前也没有比较成熟的文件恢复工具，所以建议提前做好数据备份，以避免数据丢失。

xfs 类型的文件可使用 xfsdump 与 xfsrestore 工具进行备份恢复。

若系统中未安装 xfsdump与xfsrestore工具，可以通过yum install -y xfsdump命令安装。

xfsdump 按照inode 顺序备份一个 xfs 文件系统。

3.1xfsdump 的备份级别：

• 0 表示完全备份

• 1-9 表示增量 备份

• xfsdump 的备份级别默认为 0

xfsdump 的命令格式为：

xfsdump   -f    备份存放位置     要备份路径或设备文件。

选项：

3.2使用 xfsdump 时，需要注意以下的几个限制：

• 不支持没有挂载的文件系统备份，所以只能备份已挂载的；

• 必须使用 root 的权限才能操作；

• 只能备份 XFS 文件系统；

• 备份下来的数据只能让 xfsrestore 解析；

• 不能备份两个具有相同 UUID 的文件系统（可使用blkid查看）。

4.日志

4.1常见的日志文件

4.2内核和公共日志

4.3用户日志

4.4查询当前登陆的用户情况

4.5查询用户登陆的历史情况

5.总结