深入理解Linux文件系统与日志分析

水深无声 2021-07-24 22:55 270阅读 0赞

文章目录  
一、inode与block详解  
1、inode和block概述  
2、inode的内容  
3、inode的号码  
4、inode的大小  
二、inode耗尽故障处理  
三、硬链接与软连接  
（1）硬链接  
（2）软连接  
四、恢复误删除的文件  
五、分析日志文件  
（1）日志文件的分类  
（2）日志文件分析

一、inode与block详解  
1、innide和block概述  
（1）文件数据包括元信息与实际数据  
（2）文件存储在硬盘上，硬盘最小存储单位是“扇区”，每个扇区存储512字节  
（3）block（块）  
①连续的八个扇区组成一个block  
②是文件寻去的最小单位  
(注：存储单元：PE：4M ； chunk：512k ；扇区：512字节 ； block：4k）  
（4）inode（索引节点）  
①中文译名为“索引节点”，也叫i节点

2、inode的内容  
（1）inode包含文件的元信息  
①文件的字节数  
②文件拥有者的User ID  
③文件的Group ID  
④文件的读、写、执行权限  
⑤文件的时间戳  
⑥指向block  
（2）用stat命令可以查看某文件的inode信息  
示例：stat aa.txt  
stat +目录 查看目录inode信息![在这里插入图片描述][20210519210130568.png]  
stat -f +文件 查看当前文件所在的文件系统inode详细情况![在这里插入图片描述][20210519210152867.png]  
（3）Linux系统文件三个主要的时间属性  
①ctime （change time）：最后一次改变文件或目录（属性）的时间  
②atime（access time）：最后一次访问文件或目录的时间  
③mtime（modify time）：最后一次修改时间或目录（内容）的时间

（4）目录文件的结构  
①目录也是一种文件  
②目录文件的结构  
（5）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  
（6）Linux系统内部不使用文件名。而使用inode号码来识别文件  
（7）对于用户，文件名只是inode号码便于识别的别称

3、inode的号码  
（1）用户通过文件名打开文件时，系统内部的过程  
①系统找到这个文件名对应的inode号码  
②通过inode号码，获取inode信息  
③根据inode信息，找到文件数据所在的block，读取数据  
（2）查看inode号码的方法  
①ll -i命令：查看文件对应的inode号码  
ll -i +文件：查看文件inode号码![在这里插入图片描述][20210519210214667.png]  
4、inode的大小  
（1）inode也会消耗硬盘空间  
①每个inode的大小  
②一般是128字节或256字节![在这里插入图片描述][20210519210230906.png]  
（2）格式化文件系统时确定inode的总数  
（3）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![在这里插入图片描述][20210519210248339.png]  
5、inode的特殊作用  
（1)由于inode号码与文件名分离，导致一些Unix/Linux系统具有一下的现象  
①当文件名包含特殊字符，可能无法正常删除文件，直接删除inode，也是删除文件  
②移动或重命名文件时，只改变文件名，不影响inode号码  
③打开一个文件后，系统通过inode号码来识别该文件，不在考虑文件名  
④删除inode节点号删除文件  
find -type f -inum+inode节点号 -exec rm -rf \{\};  
二、inode耗尽故障处理  
模拟：①先管理磁盘，创建磁盘，![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl81NjUwODEyMw_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
②进行挂载之前先确定文件系统类型，进行格式化，格式化为ext4，在根目录下面创建一个子目录![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl81NjUwODEyMw_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]  
③查看挂载表，确认文件系统类型更改成功，查看inode号![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl81NjUwODEyMw_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]  
④使用for循环创建文件，超出inode号范围是否无法创建![在这里插入图片描述][20210519210407583.png]⑤经过查看挂载表，发现已用容量仅731k，![在这里插入图片描述][20210519210427820.png]

当现在文件将要满的时候，还想继续创建文件，只需要将内部的文件删除，解除inode占用即可。  
结论：磁盘内可用inode号使用完后，即使磁盘还剩余空间也无法再创建文件。

三、硬链接与软连接  
1、硬链接（ln）：一般情况下，文件名和inode号码是一一对应的关系，每个inode号码对应一个文件名。但是Linux系统允许 ，多个文件指向同一个inode号码。这意味着可以用不同的文件名访问同样的内容  
2、软链接（ln -s）：软链接是在创建一个独立的文件，而这个文件会让数据的读取指向它连接的那个文件的文件名。表示文件A 依赖于文件B而存在，如果删了文件B，打开文件A就会报错。  
3、硬链接与软链接的区别：文件A指向文件B的文件名，而不是文件B的inode号码，文件B的inode’链接数“不会因此发生变化。

四、恢复误删除的文件  
xfsdump命令:主要的是备份的作用  
1、xfsdump命令格式  
xfsdump -f 备份存放位置要备份的路径或设备文件  
2、xfsdump备份级别（默认为0）  
①0：完全备份  
②1-9：增量备份  
3、xfsdump常用选项  
①xfsdump -f 备份存放位置，要备份的路径或设备文件  
②xfsdump -L 看标名  
③xfsdump -M 媒体名  
④xfsdump -I 查看备份状态，具体信息  
⑤xfsdump -l 级别  
4、xfsretore -f ：表示恢复文件的位置，存放恢复后文件的位置

5、主要的命令  
备份：xfsdump -f /bak(要备份的文件） /dev/sdb1 -L sdb1 -M sdb1  
恢复：xfsretore -f /bak /opt/bak(恢复到哪个文件下面）

6、xfsdump使用限制  
①只能备份已挂载的文件系统  
②必须使用root的权限才能操作  
③只能备份xfs文件系统  
④备份的数据只能让xfsretore解析  
⑤不能备份两个具有相同UUID的文件系统

五、分析日志文件  
1、日志的功能  
①用于记录系统、程序运行中发生的各种事件  
②通过阅读日志，有助于诊断和解决系统故障  
2、日志文件的分类  
①内核及系统日志：这种日志数据由系统服务reyslog统一管理，根据其主要配置文件/etc/reyslog.conf中的设置决定将内核消息及各种系统程序消息记录到什么位置。  
②用户日志：这种日志数据用于记录Linux系统用户登录及退出系统的相关信息，包括用户名、登录的终端、登录时间、来源主机、正在使用的进程操作等。  
③程序日志：有些应用程序会选择自己独立管理一份日志文件，用于记录本程序运行过程中的各种事件信息。  
3、日志消息的级别  
在Linux内核中，根据日志消息的重要程度不同，将其分为不同的优先级别（数字等级越小，优先级越高，消息越重要）  
①0 EMERG（紧急）：会导致主机系统不可用的情况  
②1 ALERT（警告）：必须马上采取措施解决的问题  
③2 CRIT（严重）：比较严重的情况  
④3 ERR （错误）：运行出现错误  
⑤4 WARNING（提醒）：可能会影响系统功能的事件  
⑥5 NOTICE（注意）：不会影响系统但值得注意  
⑦6 INFO（信息）：一般信息  
⑧ 7 DEBUG (调试）：程序或系统调试信息等

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