深入理解Linux文件系统

在处理 Linux 系统出现的各种故障时,故障的症状是最易发现的,而导致这一故障的原 因才是最终排除故障的关键。熟悉Linux 系统中常见的日志文件,了解一般故障的分析与解 决办法,将有助于管理员快速定位故障点、“对症下药”、并及时解决各种系统问题。另外, Linux 系统中通过分区、格式化来创建文件系统,而文件系统的运行又与 block 和 inode有关。



知识结构:

  • inode与block

  • 硬链接与软链接

  • 日志文件的分类

  • 用户日志与程序日志

(一)inode与block

inode和block概述

  • 文件数据包括元信息与实际数据

  • 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

  • block(块)

    连续的八个扇区组成一个block

    是文件存取的最小单位

  • Inode(索引节点)

    中文译名为“索引节点”,也叫i节点

    用于存储文件元信息

一个文件必须占用一个 inode,但至少占用一个block

图片1.png

inode包含文件的云信息

  • 文件的字节数

  • 文件拥有者的User ID

  • 文件的Group ID

  • 文件的读,写,执行权限

  • 文件的时间戳

  • ...

用stat命令可以查看某个文件的inode信息

[root@localhost etc]# cd /opt
[root@localhost opt]# touch 11.txt
[root@localhost opt]# ls
11.txt  rh
[root@localhost opt]# stat 11.txt 查看文件的inode信息

图片1.png

Linux系统文件三个主要的时间属性

  • ctime:最后一次改变文件或目录(属性)的时间

  • atime:最后一次访问文件或目录的时间

  • mtime:最后一次修改文件或目录(内容)的时间

目录文件的结构

  • 目录也是一种文件

  • 目录文件的结构

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

对于用户来说,文件名知识inode号码便于识别的别称

图片1.png

inode的号码

用户通过文件名打开文件是,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,读出数据

图片1.png

图片1.png

查看inode号码的方法

  • ls -i命令:查看文件名对应的inode号码

  • stat命令:查看文件inode信息中的inode号码

[root@localhost opt]# ls -i 11.txt  查看inode号码
或者
[root@localhost opt]# stat 11.txt

图片1.png

inode的大小

  • inode也会消耗硬盘空间,每个inode的大小,一般是128字节或256字节

  • 格式化文件系统时确定inode的总数

  • 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

[root@localhost opt]# df -i  查看磁盘分区中的inode总数和已经使用的数量

图片1.png

inode的特殊作用

由于inode号码与文件名分离,导致一些Linux/Unix系统具有以下的现象

  • 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,也可以删除文件

[root@localhost opt]# ls -i 11.txt   查看文件inode号码
34962592 11.txt
[root@localhost opt]# find ./* -inum 34962592 -delete    根据inode号码进行删除文件

图片1.png

  • 移动或重命名文件时,只改变文件名,不影响inode号码

  • 打开一个文件后,系统通过inode号码来识别该文件,不再考虑文件名

(二)硬链接与软链接

为文件或目录建立链接文件

文件类型

  • 硬链接:ln 源文件 目标位置

一般情况下,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。 但是 Linux 系统允许多个文件名指向同一个 inode 号码。这意味着,可以用不同的文件名访 问同样的内容

  • 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。

图片1.png

(三)日志文件的分类

日志文件的功能

  • 用于记录系统,程序运行中发生的各种事件

  • 通过阅读日志,有助于诊断和解决系统故障

日志文件的分类

  • 内核及系统日志:有系统服务syslog统一进行管理,日志格式基本相似

  • 用户日志:记录系统用户登录及退出系统的相关信息

  • 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

日志保存位置

  • 默认位于:/var/log目录下

主要日志文件介绍

图片1.png

内核及系统日志

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

日志消息的级别

图片1.png

日志记录的一般格式

图片1.png

(四)用户日志与程序日志

用户日志

保存了用户登录,退出系统等相关信息

  • 最近的用户登录时间:/var/log/lastlog

  • 用户登录,注销及系统开关机事件:/var/log/wtmp

  • 当前登录的每个用户的详细信息:/var/log/utmp

  • 与用户验证相关的安全性事件:/var/log/secure

分析工具

users,who,w,last,lastb

图片1.png

微信截图_20190827233608.png

程序日志分析

由相应的应用程序独立进行管理

  • web服务:/var/log/httpd/(access_log,error_log)

  • 代理服务:/var/log/squid(access.log,cache.log)

  • FTP服务:/var/log/xferlog

分析工具

  • 文本查看,grep过滤检索,webmin管理套件中查看

  • awk,sed等文本过滤,格式化编辑工具

  • webalizer,awstats等专用日志分析工具

1,在Linux系统中安装一个httpd服务,安装完成之后开启服务并关闭防火墙,便于其他主机连接

微信截图_20190827235603.png

微信截图_20190827235723.png

2,用另一台主机访问此台主机的ip地址(192.168.109.133)访问成功

微信截图_20190827235826.png

3,切换目录到/var/log/httpd中我们可以看到access_log日志文件,用cat查看内容正是访问的主机的ip的地址信息

微信截图_20190828000032.png

微信截图_20190828000128.png

日志管理策略

及时做好备份和归档

延长日志保存期限

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

集中管理日志

  • 将服务器的日志文件发到统一的日志文件服务器

  • 便于日志信息的统一收集,整理和分析

  • 杜绝日志信息的意外丢失,恶意篡改或删除



感谢您的阅读

谢谢!!!