Linux 文件系统与日志分析

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所属分类:linux技术
摘要

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)


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

Linux 文件系统与日志分析

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
  • 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:

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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

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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:

选项 作用
-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

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