linux文件系统与日志文件

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一、inode与block

1.1 概述

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1.扇区(sector)
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。
2.块(block)
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,文件数据存储在“块”中。 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。
3.索引节点(inode)
1)文件数据包括实际数据与元信息(类似文件属性)。
2)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。
3)因此一个文件必须占用一个inode,并且至少占用一个 block。 4)inode不包含文件名。文件名是存放在目录当中的。Linux 系统中一切皆文件,因此目录也是一种文件。
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。Linux内部不使用文件名,而使用inode号来识别文件。
6)文件名只是inode号便于识别的别称。文件名和inode号是一一对应的关系,每个inode号都对应一个文件名。
4.系统访问文件过程
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1.2 查看文件名对应的inode号的方式

第一种方式:ls -i 文件名

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第二种方式:stat 文件名

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1.3 inode的特点

1.inode也会消耗硬盘空间,所以格式化的时候,操作系统自动将硬盏分成两个区域。
1)一个是数据区,存放文件数据
2)另一个是inode区,存放inode所包含的信息。
3)每个inode的大小,一般是128字节或256字节
2.通常情况下不需要关注单个inode的大小,而是需要重点关注inode总数。inode的总数在格式化时就给定了。
3.执行“df -i”命令即可查看每个硬盘分区对应的的inode总数和已经使用的inode数量。
4.由于inode号码与文件名分离,导致Linux系统具备以下几种特有的现象:
1)文件名包含特殊字符,可能无法正常删除。这时直接删除inode,能够起到删除文件的作用
2)移动文件或重命名文件,只是改变文件名,不影响inode号码
3)打开一个文件以后,系统就以inode号码来识别这个文件,不再考虑文件名
4)文件数据被修改保存后,公生成一个新的inode号码。

1.4 Linux系统文件三个主要的时间属性

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

1.5 通过inode号删除文件

1.find 目标目录 -inum 具体inode号 -delete
2.find 目标目录 -inum 具体inode号 -exec rm -rf {} ;
3.find 目标目录 -inum 具体inode号 | xargs rm -rf
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二、链接文件

在Linux下面的链接文件有两种:
1.软链接:一种类似于Windows的快捷方式功能的文件,可以快速连接到目标文件或目录
2.硬链接:另一种则是通过文件系统的inode链接文件来产生新的文件名,而不是产生新文件

2.1 为文件或目录建立链接文件

2.1.1 硬链接

ln 源文件 目标位置
1.运行此命令后,源文件和目标文件的inode号码相同,都指向同一个inode。inode信息中的“链接数”此时就会增加1 2.当一个文件拥有多个硬链接时,对文件内容修改,会影响到所有文件名,但删除一个文件名,不会影响另一个文件名的访问,删除一个文件名,就会使得inode信息中的“链接数”减少1

2.1.2 软链接

ln -s 源文件或目录 链接文件或目标位置

软链接就是再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,如果删除了源文件 ,打开软链接文件就会报错

2.2 链接文件分类

软链接(符号链接) 硬链接
删除源文件后 失效 仍旧可用
适用范围 适用于文件或目录 只可用于文件
保存位置 与源文件可以位于不同文件系统中 必须与源文件位于同一文件系统中(如一个linux分区)内

三、inode节点耗尽故障处理

3.1 建立磁盘分区,格式化(ext4)并挂载

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3.2 查看可用inode数量

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3.3 模拟inode节点数耗尽

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3.4 验证耗尽

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3.5 删除文件恢复

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四、EXT类型文件恢复

4.1 建立磁盘分区,格式化(ext3)并挂载

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4.2 编译安装extundelete工具

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4.3 创建文件,并赋予内容,查看inode号

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4.4 删除a和b,解挂,模拟故障

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4.5 进行恢复操作

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五、xfs类型文件备份和恢复

5.1 概述

1.CentOS 7 系统默认采用 xfs类型的文件,xfs 类型的文件可使用 xfsdump 与 xfsrestore 工具进行备份恢复。
2.xfsdump的备份级别有两种
1)0表示完全备份(默认为0)
2)1-9表示增量备份
3.xfsdump 命令格式
xfsdump -f 备份存放位置 要备份的路径或设备文件
4.xfsdump 命令常用的选项
1)-f:指定备份文件目录
2)-L:指定标签 session label
3)-M:指定设备标签 media label
4)-s:备份单个文件,-s 后面不能直接跟路径
5.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)备份后的数据只能让 xfsrestore 解析
5)不能备份两个具有相同 UUID 的文件系统(可用 blkid命令查看)

5.2 模拟故障

5.2.1 建立磁盘分区,格式化并挂载

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5.2.2 安装xfsdump软件

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5.2.3 备份整个分区数据

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5.2.4 模拟故障,并进行恢复

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六、日志文件

6.1 日志的功能

1.用于记录系统、程序运行的发生的各种事件
2.通过阅读日志,有助于诊断和解决系统故障

6.2 日志文件的分类

1.内核及系统日志
1)由系统服务rsyslog统一进行管理,日志格式基本相似
2)主配置文件/etc/rsyslog.conf
2.用户日志
记录系统用户登录及退出系统的相关信息
3.程序日志
由各种应用程序独立管理的日志文件,记录格式不统一

6.3 日志保存位置

默认放在目录/var/log/下

6.4 主要日志文件介绍

1.内核及公共消息日志
/var/log/messages:记录Linux内核消息及各种应用程序的公共日志信息,包括启动、IO错误、网络错误、程序故障等。对于为使用独立日志文件的应用程序过服务,一般都可以从该日志文件中获得相关的事件记录信息
2.计划任务日志
/var/log/cron:记录crond计划任务产生的事件信息
3.系统引导日志
/var/log/dmesg:记录Linux系统在引导过程中的各种事件信息
4.邮件系统日志
/var/log/maillog:记录进入或发出系统的电子邮件活动
5.用户登录日志
/var/log/secure:记录用户认证相关的安全事件信息
/var/log/lastlog:记录每个用户最近的登录事件。二进制格式
/var/log/wtmp:记录每个用户登录、注销及系统启动和停机事件。二进制格式
/var/run/utmp:记录失败的、错误的登录尝试及验证事件。二进制格式

6.5 内核及系统日志

6.5.1 由系统服务rsyslogd统一管理

软件包:rsyslog-7.4.7-16.el7.x86_64
主要程序:/sbin/rsyslogd
配置文件:/etc/rsyslog.conf

6.5.2 日志消息的级别

Linux系统内核日志消息的优先级别(数字等级越小,优先级越高,消息越重要)

级号 消息 级别 说明
0 EMERG 紧急 会导致主机系统不可用的情况
1 ALERT 警告 必须马上采取措施解决的问题
2 CRIT 严重 比较严重的情况
3 ERR 错误 运行出现错误
4 WARNING 提醒 可能会影响系统动能的事件
5 NOTICE 注意 不会影响系统但值得注意
6 INFO 信息 一般信息
7 DEBUG 调试 程序或系统调试信息等

6.5.3 日志记录的一般格式

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6.5.4 用户日志分析

1.保存了用户登录、退出系统等相关信息
/var/log/lastlog:最近的用户登录事件
/var/log/wtmp:用户登录、注销及系统开、关机事件
/var/run/utmp:当前登录的每个用户的详细信息
/var/log/secure:与用户验证相关的安全性事件
2.分析工具
1)users、who、w、last、lastb
2)last命令用于查询成功登录到系统的用户记录
3)lastb命令用于查询登录失败的用户记录

6.5.5 程序日志分析

1.由相应的应用程序独立进行管理
1)Web服务:/var/log/httpd/
access_log #记录客户访问事件
error_log #记录错误事件
2)代理服务:/var/log/squid/
access.log
cache.log
3)分析工具
4)文本查看、grep过滤检索、Webmin管理套件中查看
5)awk、sed等文本过滤、格式化编辑工具
6)Webalizer、Awstats等专用日志分析工具

6.5.6 日志管理策略

1.及时做好备份和归档
2.延长日志保存期限
3.控制日志访问权限:
日志中可能会包含各类敏感信息,如账户、口令等
4.集中管理日志
1)将服务器的日志文件发到统一的日志文件服务器
2)便于日志信息的统一收集、整理和分析
3)杜绝日志信息的意外丢失、恶意篡改或删除

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