一、Linux 文件系统

在处理 Linux 系统出现的各种故障时，故障的症状是最易发现的，而导致这一故障的原因才是最终排除故障的关键。熟悉 Linux 系统中常见的日志文件，了解一般故障的分析与解决办法，将有助于管理员快速定位故障点、“对症下药”、并及时解决各种系统问题。

inode 与 block 详解

• 文件存储再硬盘上，硬盘最小存储单位是“扇区”，每个扇区存储512字节
• 文件数据包括元信息与实际数据
• 元信息包含文件属性信息，文件打开来输入的内容为实际数据
• block（块）
  • 连续的八个扇区组成一个block （4k）
  • 是文件存取的最小单位
• inode（索引节点）
  • 中文译名为“索引节点”，也就i节点
  • 用于存储文件元信息

inode的内容

inode包含文件的元信息

• 文件的字节数
• 文件拥有着的User ID
• 文件的Group ID
• 文件的读、写、执行权限
• 文件的时间戳
• ……

使用stat命令查看inode信息

[root@localhost mnt]# stat abc.txt //查看abc文件inode信息

文件：”abc.txt”

大小：12 块：8 IO 块：4096 普通文件

设备：802h/2050d Inode：18123362 硬链接：1

权限：(0644/-rw-r–r–) Uid：( 0/ root) Gid：( 0/ root)

环境：unconfined_u:object_r:mnt_t:s0

最近访问：2019-09-02 04:12:18.210370997 +0800

最近更改：2019-09-02 04:12:18.210370997 +0800

最近改动：2019-09-02 04:12:18.210370997 +0800

创建时间：-

Linux系统文件三个主要的时间属性

• ctime(change time)：最后一次改变文件或目录（属性）的时间
• atime(access time)：最后一次访问文件或目录的时间
• mtime(modify time)：最后一次修改文件或目录（内容）的时间

目录文件的结构

• 目录也是文件
• 目录文件的结构

• 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号命来识别文件
• 对于用户来说，文件名只是inode号码便于识别的别称

inode的号码

• 用户通过文件名打开文件时，系统内部的过程
  • 系统找到这个文件名对应的inode号码
  • 通过inode号码，获取inode信息
  • 根据inode信息，找到文件数据所在的block，读出数据
• 查看inode号码的方法
  • ls -i命令：查看文件名对应的inde号码

[root@localhost mnt]# ls -i abc.txt //查看文件节点信息

18123362 abc.txt

inode的大小

• inode也会消耗硬盘空间，每个inode的大小，一般时128字节或256字节
• 格式化文件系统时确定inode的总数
• 使用df -i命令可以查看每个硬盘分区的inode总数和已经使用的数量

[root@localhost mnt]# df -i //查看分区节点信息

文件系统 Inode 已用(I) 可用(I) 已用(I)% 挂载点

/dev/sda2 10485760 121203 10364557 2% /
devtmpfs 229708 376 229332 1% /dev
tmpfs 233381 1 233380 1% /dev/shm
tmpfs 233381 560 232821 1% /run
tmpfs 233381 16 233365 1% /sys/fs/cgroup
/dev/sda5 5241856 146 5241710 1% /home
/dev/sda1 3145728 328 3145400 1% /boot
tmpfs 233381 6 233375 1% /run/user/42
tmpfs 233381 17 233364 1% /run/user/0
/dev/sr0 0 0 0 - /run/media/root/CentOS 7 x86_64

inode的特殊作用

• 由于inode号码与文件名分离，导致一些Linux系统具有以下的现象
  • 当文件名包换特殊字符，可能无法正常删除文件，直接删除inode，也可以删除文件
  • 按节点号删除文件命令：find ./* -inum [节点号] -delete

[root@localhost mnt]# ls -i
16777284 ac1.txt 18123362 ac2.txt 18123366 ac3.txt 18123370 ac4.txt 18123371 ac5.txt
[root@localhost mnt]# find ./* -inum 16777284 -delete
[root@localhost mnt]# ls -i
18123362 ac2.txt 18123366 ac3.txt 18123370 ac4.txt 18123371 ac5.txt

• 移动或重命名文件时，只改变文件名，不影响inode号码

[root@localhost mnt]# ls -i
18123362 ac2.txt 18123366 ac3.txt 18123370 ac4.txt 18123371 ac5.txt
[root@localhost mnt]# mv ac2.txt /opt
[root@localhost mnt]# ls -i /opt
18123362 ac2.txt 1389838 rh

• 打开一个文件后，系统通过inode号码来识别该文件，不再考虑文件名

访问文件的简单流程

xfs 类型文件备份和恢复

xfs文件的恢复需要我们先把文件备份到另一块磁盘，当文件损坏时可以通过备份的文件进行恢复（这里面的备份文件是通过对文件做固定格式的压缩来进行备份）。

• 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来安装工具。

[root@localhost mnt]# yum install xfsdump -y
已加载插件：fastestmirror, langpacks
Loading mirror speeds from cached hostfile
* base: centos.ustc.edu.cn
* extras: centos.ustc.edu.cn
* updates: centos.ustc.edu.cn
正在解决依赖关系
--> 正在检查事务
---> 软件包 xfsdump.x86_64.0.3.1.4-1.el7 将被 升级
---> 软件包 xfsdump.x86_64.0.3.1.7-1.el7 将被 更新
...//省略部分内容...

• 命令格式

xfsdump -f 备份存放位置 要备份的路径或设备文件

• xfsdump 的备份级别有两种
  • 0：表示完全备份（默认为0）
  • 1~9：表示增量备份
• 常用的备份参数
  • -f：指定备份文件目录
  • -L：指定标签 session label
  • -M：指定设备标签 media label
  • -s：备份单个文件，-s 后面不能直接跟路径。

[root@localhost ~]# fdisk /dev/sdb //创建新磁盘

欢迎使用 fdisk (util-linux 2.23.2)。
更改将停留在内存中，直到您决定将更改写入磁盘。
使用写入命令前请三思。
Device does not contain a recognized partition table
使用磁盘标识符 0x57599cea 创建新的 DOS 磁盘标签。
命令(输入 m 获取帮助)：n
Partition type:
p primary (0 primary, 0 extended, 4 free)
e extended
Select (default p): p
分区号 (1-4，默认 1)：
起始 扇区 (2048-41943039，默认为 2048)：
将使用默认值 2048
Last 扇区, +扇区 or +size{K,M,G} (2048-41943039，默认为 41943039)：
将使用默认值 41943039
分区 1 已设置为 Linux 类型，大小设为 20 GiB
命令(输入 m 获取帮助)：w
The partition table has been altered!
Calling ioctl() to re-read partition table.
正在同步磁盘。
[root@localhost ~]# mkfs.xfs /dev/sdb1 //格式化磁盘
meta-data=/dev/sdb1 isize=512 agcount=4, agsize=1310656 blks
= sectsz=512 attr=2, projid32bit=1
= crc=1 finobt=0, sparse=0
data = bsize=4096 blocks=5242624, imaxpct=25
= sunit=0 swidth=0 blks
naming =version 2 bsize=4096 ascii-ci=0 ftype=1
log =internal log bsize=4096 blocks=2560, version=2
= sectsz=512 sunit=0 blks, lazy-count=1
realtime =none extsz=4096 blocks=0, rtextents=0
[root@localhost ~]# mkdir /opt/data //创建挂载点
[root@localhost ~]# mount /dev/sdb1 /opt/data //挂载创建的磁盘
[root@localhost ~]# cp /etc/passwd /opt/data //将passwdd目录复制到挂载的磁盘中
[root@localhost ~]# ls /opt/data //查看文件
passwd
[root@localhost ~]# xfsdump -f /mnt/xfs_dump /dev/sdb1 //使用命令备份文件
xfsdump: using file dump (drive_simple) strategy
xfsdump: version 3.1.7 (dump format 3.0) - type ^C for status and control
============================= dump label dialog ==============================
please enter label for this dump session (timeout in 300 sec)
-> xfs_dump //输入备份的文件名
session label entered: "xfs_dump"
--------------------------------- end dialog ---------------------------------
xfsdump: level 0 dump of localhost.localdomain:/opt/data
xfsdump: dump date: Mon Sep 2 05:27:29 2019
xfsdump: session id: 96c17954-e969-4041-9d9e-4bd59746ddab
xfsdump: session label: "xfs_dump"
xfsdump: ino map phase 1: constructing initial dump list
xfsdump: ino map phase 2: skipping (no pruning necessary)
xfsdump: ino map phase 3: skipping (only one dump stream)
xfsdump: ino map construction complete
xfsdump: estimated dump size: 25216 bytes
xfsdump: /var/lib/xfsdump/inventory created
============================= media label dialog =============================
please enter label for media in drive 0 (timeout in 300 sec)
-> sdb1 //输入要备份设备
media label entered: "sdb1"
--------------------------------- end dialog ---------------------------------
xfsdump: creating dump session media file 0 (media 0, file 0)
xfsdump: dumping ino map
xfsdump: dumping directories
xfsdump: dumping non-directory files
xfsdump: ending media file
xfsdump: media file size 24264 bytes
xfsdump: dump size (non-dir files) : 2592 bytes
xfsdump: dump complete: 13 seconds elapsed
xfsdump: Dump Summary:
xfsdump: stream 0 /mnt/xfs_dump OK (success)
xfsdump: Dump Status: SUCCESS //备份成功
[root@localhost ~]# rm -rf /opt/data/* //删除磁盘中文件
[root@localhost ~]# ls /opt/data //查看文件是否删除
[root@localhost ~]# xfsrestore -f /mnt/xfs_dump /opt/data //执行命令恢复文件
xfsrestore: using file dump (drive_simple) strategy
xfsrestore: version 3.1.7 (dump format 3.0) - type ^C for status and control
xfsrestore: searching media for dump
xfsrestore: examining media file 0
xfsrestore: dump description:
xfsrestore: hostname: localhost.localdomain
xfsrestore: mount point: /opt/data
xfsrestore: volume: /dev/sdb1
xfsrestore: session time: Mon Sep 2 05:27:29 2019
xfsrestore: level: 0
xfsrestore: session label: "xfs_dump"
xfsrestore: media label: "sdb1"
xfsrestore: file system id: 2e3df4e8-dd92-46f7-84ca-f254c4e579bd
xfsrestore: session id: 96c17954-e969-4041-9d9e-4bd59746ddab
xfsrestore: media id: d27aafc8-a405-4a8f-b7f0-1a018a7026ee
xfsrestore: using online session inventory
xfsrestore: searching media for directory dump
xfsrestore: reading directories
xfsrestore: 1 directories and 1 entries processed
xfsrestore: directory post-processing
xfsrestore: restoring non-directory files
xfsrestore: restore complete: 0 seconds elapsed
xfsrestore: Restore Summary:
xfsrestore: stream 0 /mnt/xfs_dump OK (success)
xfsrestore: Restore Status: SUCCESS

[root@localhost ~]# ls /opt/data //查看文件是否恢复

passwd //成功恢复文件

• xfsdump使用的限制
  • 只能备份已挂载的文件系统
  • 必须使用root的权限才能操作
  • 只能备份XFS文件系统
  • 备份后的数据只能让xfsrestore解析
  • 不能备份两个具有相同UUID的文件系统