Linux的文件系統(tǒng)
壹、indoe與block
1、inode與block概述
- 文件數(shù)據(jù)包括元信息與實(shí)際數(shù)據(jù)
- 文件存儲(chǔ)在硬盤上，硬盤最小存儲(chǔ)單位是“扇區(qū)”，每個(gè)扇區(qū)存儲(chǔ)512字節(jié)
block (塊)
- 連續(xù)的八個(gè)扇區(qū)組成一個(gè)block(4K)
- 是文件存取的最小單位
inode (索引節(jié)點(diǎn))
- 中文譯名為“索引節(jié)點(diǎn)”，也叫i節(jié)點(diǎn)
- 用于存儲(chǔ)文件元信息
//一個(gè)文件必須占用一個(gè)inode，且至少占用一個(gè)block
2、總結(jié)：
文件是存儲(chǔ)在硬盤上的，硬盤的最小存儲(chǔ)單位叫做“扇區(qū)”(sector) ，每個(gè)扇區(qū)存儲(chǔ)512字節(jié)。
一般連續(xù)八個(gè)扇區(qū)組成一個(gè)"塊”(block) ，一個(gè)塊是4K大小，是文件存取的最小單位。操作系統(tǒng)讀取硬盤的時(shí)候，是一次性連續(xù)讀取多個(gè)扇區(qū)，即一個(gè)塊一個(gè)塊的讀取的。
文件數(shù)據(jù)包括實(shí)際數(shù)據(jù)與元信息(類似文件屬性)。文件數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在“塊"中，存儲(chǔ)文件元信息(比如文件的創(chuàng)建者、創(chuàng)建日期、文件大小、文件權(quán)限等)的區(qū)域就叫做inode因此，一個(gè)文件必須占用一個(gè)inode, 并且至少占用一個(gè)block
inode不包含文件名。文件名是存放在目錄當(dāng)中的。Linux系統(tǒng)中一切皆文件，因此目錄也是一種文件。
每個(gè)inode都有一個(gè)號(hào)碼，操作系統(tǒng)用inode號(hào)碼來識(shí)別不同的文件。Linux系統(tǒng)內(nèi)部不使用文件名，而使用inode號(hào)碼來識(shí)別文件。對(duì)于系統(tǒng)來說，文件名只是inode號(hào)碼便于識(shí)別的別稱，文件名和inode號(hào)碼是一一對(duì)應(yīng)關(guān)系， 每個(gè)inode號(hào)碼對(duì)應(yīng)一個(gè)文件名。
所以，當(dāng)用戶在Linux系統(tǒng)中試圖訪問一個(gè)文件時(shí)，系統(tǒng)會(huì)先根據(jù)文件名去查找它對(duì)應(yīng)的inode號(hào)碼；通過inode號(hào)碼， 獲取inode信息；根據(jù)inode信息，看該用戶是否具有訪問這個(gè)文件的權(quán)限；如果有，就指向相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)block，并讀取數(shù)據(jù)。
貳、inode的內(nèi)容
1、inode包含文件的元信息
- 文件的字節(jié)數(shù)
- 文件擁有者的User ID（不包含文件名）
- 文件的Group ID
- 文件的讀、寫、執(zhí)行權(quán)限
- 文件的時(shí)間戳
- ... ...
2、Linux系統(tǒng)文件三個(gè)主要的時(shí)間屬性
- ctime（change time）
- 最后一次改變文件或目錄（屬性）的時(shí)間
當(dāng)修改文件的權(quán)限或者屬性的時(shí)候，就會(huì)更新這個(gè)時(shí)間，ctime并不是create time,更像是change time,只有當(dāng)更新文件的屬性或者權(quán)限的時(shí)候才會(huì)更新這個(gè)時(shí)間，但是更改內(nèi)容的話是不會(huì)更新這個(gè)時(shí)間。
- atime（access time）
- 最后一次訪問文件或目錄的時(shí)間
當(dāng)使用這個(gè)文件的時(shí)候就會(huì)更新這個(gè)時(shí)間。
- mtime（modify time）
- 最后一次修改文件或目錄（內(nèi)容）的時(shí)間
當(dāng)修改文件的內(nèi)容數(shù)據(jù)的時(shí)候，就會(huì)更新這個(gè)時(shí)間，而更改權(quán)限或者屬性，mtime不會(huì)改變，這就是和ctime的區(qū)別。
3、目錄文件的結(jié)果
- 目錄也是一種文件
- 目錄文件的結(jié)構(gòu)：每一行稱為一個(gè)目錄項(xiàng)
| 文件名1 | inode號(hào)碼1 |
|---|---|
| 文件名2 | inode號(hào)碼2 |
| ... ... | ... ... |
每一個(gè)iode都要一個(gè)號(hào)碼，操作系統(tǒng)用inode號(hào)碼來識(shí)別不同文件
- Linux系統(tǒng)內(nèi)部不使用文件名，而使用inode號(hào)碼來識(shí)別文件
- 對(duì)于用戶，文件名只是inode號(hào)碼便于識(shí)別的別稱
4、inode的號(hào)碼
用戶通過文件名打開文件時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)部的過程
1、系統(tǒng)找到這個(gè)文件名對(duì)應(yīng)的inode號(hào)碼
2、通過inode號(hào)碼，獲取inode信息
3、根據(jù)inode信息，找到文件數(shù)據(jù)所在的block,讀出數(shù)據(jù)
5、查看inode號(hào)碼的方法
- ls -i命令：查看文件對(duì)應(yīng)的inode號(hào)碼
ls -i 文件名- stat命令：查看文件inode信息中的inode號(hào)碼
stat 文件名叁、文件存儲(chǔ)小結(jié)
1、硬盤分區(qū)后的結(jié)構(gòu)
2、訪問文件的簡(jiǎn)單流程
肆、inode的大小
inode也會(huì)消耗硬盤空間
- 每個(gè)inode的大小
- 驗(yàn)是128字節(jié)或256字節(jié)
- 格式化文件系統(tǒng)時(shí)確定inode的總數(shù)
- 使用
df -i命令可以查看每個(gè)硬盤分區(qū)的inode總數(shù)和已經(jīng)使用的數(shù)量
小結(jié)：
inode也會(huì)消耗硬盤空間，所以格式化的時(shí)候，操作系統(tǒng)自動(dòng)將硬盤分成兩個(gè)區(qū)域。
數(shù)據(jù)區(qū)：存放文件數(shù)據(jù)
inode區(qū)：存放inode所包含的信息
每個(gè)inode的大小一般是128字節(jié)或256個(gè)字節(jié)
通常情況下不需要關(guān)注單個(gè)inode大小，而是需要重點(diǎn)關(guān)注inode總數(shù)。inode的總數(shù)在格式化時(shí)就給定了，執(zhí)行"df -i"命令即可查看每個(gè)硬盤分區(qū)對(duì)應(yīng)的inode總數(shù)和已經(jīng)使用的inode數(shù)量
1、inode的特殊作用
- 由于 inode 號(hào)碼與文件名分離，導(dǎo)致Unix/Linux系統(tǒng)具備以下幾種特有的現(xiàn)象：
1.當(dāng)文件名包含特殊字符，可能無法正常刪除。這時(shí)直接刪除inode，能夠起到刪除文件的作用
2.移動(dòng)文件或重命名文件，只是改變文件名，不影響inode號(hào)碼
3.打開一個(gè)文件以后，系統(tǒng)就以inode號(hào)碼來識(shí)別這個(gè)文件，不再考慮文件名
4.使用vi編輯器修改文件數(shù)據(jù)被修改保存后，會(huì)生成一個(gè)新的inode號(hào)碼
找到并且刪除inode號(hào)：find ./ -inum inode號(hào) -exec rm -i {} /;find ./ -inum inode號(hào) -delete伍、硬鏈接與軟鏈接
- [ ] 為文件或目錄建立鏈接文件
- [ ] 鏈接文件分類
| 軟鏈接(符號(hào)鏈接) | 硬鏈接 | |
|---|---|---|
| 刪除原始文件后 | 失效 | 仍舊可用 |
| 適用范圍 | 適用于文件或目錄 | 只可用于文件 |
| 保存位置 | 與原始文件可以位于不同的文件系統(tǒng)中 | 必須與原始文件在同一個(gè)文件系統(tǒng)（如一個(gè)Linux） |
- 硬鏈接
ln 源文件 目標(biāo)位置- 軟鏈接
ln -s 源文件或目錄 鏈接文件或目標(biāo)位置陸、恢復(fù)誤刪除的文件
案例1：inode節(jié)點(diǎn)耗盡故障處理
①使用fdisk創(chuàng)建分區(qū)/dev/sdb1，分區(qū)大小30M即可
②格式化并且掛載，查看inode號(hào)的使用情況
③模擬inode節(jié)點(diǎn)耗盡故障
④恢復(fù)節(jié)點(diǎn)數(shù)
案例2：恢復(fù)EXT類型的文件
- [ ] 編譯安裝extundelete軟件包
wget http://nchc.dl.sourceforge.net/project/extundelete/extundelete/0.2.4/extundelete-0.2.4.tar.bz2
- 安裝依賴包
- e2fsprogs-libs-1.41.12-18.el6.x86_ 64.rpm
- e2fsprogs-devel-1. 41.12-18.el6.x86_ 64.rpm
配置、編譯及安裝
- extundelete-0.2.4.tar.bz2
- 指定安裝地址：
- . /configure --prefix=/usr/local/extundelete 66 && make && make install
模擬刪除并執(zhí)行恢復(fù)操作：
①首先將原本的磁盤解掛重新格式化成ext3格式
②安裝extundelete前先安裝環(huán)境依賴包，然后安裝extundelete軟件
③掛載目錄內(nèi)創(chuàng)建文件，并賦予內(nèi)容，然后查看inode號(hào)
④刪除創(chuàng)建的新文件，并且解掛載模擬數(shù)據(jù)丟失
⑤模擬數(shù)據(jù)丟失后進(jìn)行恢復(fù)操作
案例3：恢復(fù)XFS類型的文件
- [ ] xfsdump命令格式
xfsdump -f 備份存放位置 要備份的路徑或設(shè)備文件[ ] xfsdump備份級(jí)別
- 0：完全備份（默認(rèn)為0）
1-9：增量備份
- [ ] xfsdump常用選項(xiàng)
| 常用選項(xiàng) | 介紹 |
|---|---|
| -f | 指定備份文件目錄 |
| -L | 指定標(biāo)簽 session label |
| -M | 指定設(shè)備標(biāo)簽 media label |
| -s | 備份單個(gè)文件，-s 后面不能直接跟路徑 |
- [ ] xfsdump使用限制：
- 只能備份已掛載的文件系統(tǒng)
- 必須使用root的權(quán)限才能操作
- 只能備份XFS文件系統(tǒng)
- 備份后的數(shù)據(jù)只能讓xfssrestore解析
- 不能備份兩個(gè)具有相同UUID的文件系統(tǒng)（可用 blkid命令查看）
模擬刪除并執(zhí)行恢復(fù)操作：
①創(chuàng)建新磁盤分區(qū)
②格式化分區(qū)，掛載后復(fù)制實(shí)驗(yàn)內(nèi)容到掛載目錄，創(chuàng)建目錄和子文件
③安裝xfsdump軟件
④備份整個(gè)分區(qū)然后查看
⑤模擬故障，并進(jìn)行恢復(fù)
