Linux的文件系统和日志分析

一.Linux的文件系统

□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。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号码对应一个文件名。
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。

1.查看文件名对应的 inode 号码有两种方式：

ls -i  文件名
stat   文件名

inode也会消耗硬盘空间，所以格式化的时候，操作系统自动将硬盘分成两个区域。一个是数据区，存放文件数据；另一个是 inode 区，存放 inode 所包含的信息。每个 inode 的大小，一般是 128 字节或 256 字节。
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，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。

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：

• 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；
• 移动文件或重命名文件，只是改变文件名，不影响 inode 号码；
• 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。
• 文件数据被修改保存后，会生成一个新的 inode 号码。

inode节点耗尽故障处理

配置命令

#使用fdisk创建分区/dev/sdb1，分区大小50M即可
fdisk /dev/sdb
mkfs.xfs /dev/sdb1
mkdir /test
mount /dev/sdb1 /mnt
df -i
#模拟inode节点耗尽故障
for ((i=1; i<=30000; i++));do touch /test/$i;done
df -i
df -hT
#删除文件恢复
rm -rf /test/*
df -i
df -hT

使用fdisk创建分区/dev/sdb1

格式化并创建文件夹进行挂载

模仿inode节点耗尽故障

EXT 类型文件恢复

• extundelete 是一个开源的 Linux 数据恢复工具，支持 ext3、ext4文件系统。（ext4只能在centos6版本恢复）

相关配置命令

#使用fdisk创建分区/dev/sdc1，格式化ext3文件系统
fdisk /dev/sdc
mkfs.ext3 /dev/sdc1
mkdir /test
mount /dev/sdc1 /test
df -hT

#安装依赖包
yum -y install e2fsprogs-devel e2fsprogs-libs
#编译安装 extundelete
cd /test
wget http://nchc.dl.sourceforge.net/project/extundelete/extundelete/0.2.4/extundelete-0.2.4.tar.bz2
tar jxvf extundelete-0.2.4.tar.bz2
cd extundelete-0.2.4/
./configure --prefix=/usr/local/extundelete && make && make install
ln -s /usr/local/extundelete/bin/* /usr/bin/

#模拟删除并执行恢复操作
cd /test
echo a>a
echo a>b
echo a>c
echo a>d
ls
extundelete /dev/sdc1 --inode 2			#查看文件系统/dev/sdc1下存在哪些文件，i 节点是从 2 开始的，2 代表该文件系统最开始的目录。

rm -rf a b
extundelete /dev/sdc1 --inode 2	
cd ~
umount /test
extundelete /dev/sdc1 --restore-all		#恢复/dev/sdc1 文件系统下的所有内容
#在当前目录下会出现一个RECOVERED_FILES/目录，里面保存了已经恢复的文件
ls RECOVERED_FILES/

使用fdisk创建分区/dev/sdc1

格式化ext3文件系统

安装依赖包

编译安装 extundelete

xfs 类型文件备份和恢复

• 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。
  xfsdump 的备份级别有两种：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。

①xfsdump 的命令格式

xfsdump  -f   备份存放位置  要备份的路径或设备文件

②xfsdump 命令常用的选项：

• -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

③xfsdump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）

使用fdisk创建分区/dev/sdb1，格式化xfs文件系统

使用xfsdump命令备份整个分区


模拟数据丢失并使用 xfsrestore 命令恢复文件

二.日志分析

内核及系统日志由系统服务 rsyslog 统一管理，主配置文件为/etc/rsyslog.conf
Linux 操作系统本身和大部分服务器程序的日志文件都默认放在目录/var/log/下。

1.常见的一些日志文件

• 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。对于未使用独立日志文件的应用程序或服务，一般都可以从该日志文件中获得相关的事件记录信息。
• 计划任务日志：
  /var/log/cron：记录crond计划任务产生的事件信息。
• 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。
• 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。
• 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/btmp：记录失败的、错误的登录尝试及验证事件。二进制格式

vim /etc/rsyslog.conf		#查看rsyslog.conf配置文件
*.info;mail.none;authpriv.none;cron.none         /var/log/messages

*.info		#表示info等级及以上的所有等级的信息都写到对应的日志文件里
mail.none	#表示某事件的信息不写到日志文件里（这里比如是邮件）

查看rsyslog.conf配置文件

2.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）

级别	含义	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）	可能影响系统功能，需要提醒用户的重要事件。
5	NOTICE（注意）	不会影响正常功能，但是需要注意的事件。
6	INFO（信息）	一般信息。
7	DEBUG（调试）	程序或系统调试信息等。

3.公共日志/var/log/messages 文件的记录格式

• 时间标签：消息发出的日期和时间。
• 主机名：生成消息的计算机的名称。
• 子系统名称：发出消息的应用程序的名称。
• 消息：消息的具体内容。

4.程序自己维护日志记录，httpd 网站服务程序使用两个日志文件：

access_log 		#记录客户访问事件
error_log		#记录错误事件。