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一、文件系统

1、扇区(sector)

  • 扇区”是硬盘的最小存储单位,每个扇区可以存储512字节。

    2、块(block)

  • 操作系统读取硬盘的时候,是一次性连续读取多个扇区,即一次性读取一个或多个块。
  • 一个""一般是由连续的八个“扇区”组成,所以一个块是4K大小,这是文件存取的最小单位。

    3、文件数据

  • 文件数据包括实际数据与元信息(比如文件的创建者、创建日期、文件大小、文件权限等)。
  • 文件数据存储在“块”中,而存储文件元信息的区域叫inode。

    4、inode(索引节点或i节点)

  • 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。

    5、用户通过文件名打开文件时,系统内部过程

  • 第一步:用户在Linux系统中访问一个文件
  • 第二步:系统根据文件名查找对应的inode号码
  • 第三步:通过inode号码,获取inode信息
  • 第四步: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。

    6、小结

  • 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。

二、inode号

1、三个主要时间属性

  • Linux系统文件三个主要的时间属性
    ctime(change time) #最后一次改变文件或目录(属性)的时间
    atime(access time) #最后一次访问文件或目录的时间
    mtime(modify time) #最后一次修改文件或目录(内容)的时间

2、inode包含文件的元信息

  • 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
    ......
    注意:inode不包含文件名

    3、inode的大小

    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的inode大小,在格式化文件系统的时候就确定了inode 的总数
  • df -i”命令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。
    image.png

4、inode号查询

查看文件名对应的 inode 号码有两种方式:
ls -i 文件名        #查普通文件
stat 文件名       #查普通文件和目录

image.png

image.png

5、inode号的特殊作用

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。
  • 通过vi编辑器修改文件数据保存后,会生成一个新的 inode 号码。

    6、通过inode号删除文件

    find ./ -inum 52305140 -exec rm -i {} \;
    find ./ -inum 50464299 -delete

    image.png
    image.png
    若目录非空,则删除不了,这时需要使用rm -iR删除目录

image.png

三、模拟inode节点耗尽故障处理

步骤总汇
1、使用fdisk创建分区/dev/sdb1,分区大小30M即可
fdisk /dev/sdb   n→p→回车→+30M→w  #创建分区
mkfs.ext4 /dev/sdb1   #对于centos 7系统,节点耗尽故障处理的文件类型可以是ext3或ext4
mkdir /test
mount /dev/sdb1 /test
df -i
2、模拟inode节点耗尽故障
for ((i=1; i<=7680; i++));do touch /test/file$i;done  
或者   touch {1..7680}.txt
df -i
df -hT
3、删除文件恢复
rm -rf /test/*
df -i
df -hT

image.png

image.png

image.png

2、模拟inode节点耗尽故障
image.png

image.png

四、恢复误删的文件(ext格式)

  • 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)
    
    操作步骤
    1、使用fdisk创建分区/dev/sdb1,格式化ext3文件系统
    fdisk /dev/sdb  
    mkfs.ext3 /dev/sdb1
    mkdir /test
    mount /dev/sdb1 /test
    df -hT

2、安装依赖包
yum -y install e2fsprogs-devel e2fsprogs-libs

3、编译安装 extundelete
cd /test 切换到test目录中
wget http://nchc.dl.sourceforge.net/project/extundelete/extundelete/0.2.4/extundelete-0.2.4.tar.bz2 #联网下载安装包
tar jxvf extundelete-0.2.4.tar.bz2 #解压tar包
cd extundelete-0.2.4/ #切换到解压出来的目录中
./configure --prefix=/usr/local/extundelete && make && make install #指定安装目录,开始安装
ln -s /usr/local/extundelete/bin/* /usr/bin/ #创建软连接,让系统识别命令

4、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/sdb1 --inode 2 #查看文件系统/dev/sdb1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/sdb1 --inode 2
cd ~
umount /test
extundelete /dev/sdb1 --restore-all #恢复/dev/sdb1 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/

**图示:
1、先把之前用的sdb1解挂载,再重新格式化**
![image.png](https://s2.51cto.com/images/20211124/1637752131951602.png?x-oss-process=image/watermark,size_14,text_QDUxQ1RP5Y2a5a6i,color_FFFFFF,t_100,g_se,x_10,y_10,shadow_20,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk=)
![image.png](https://s2.51cto.com/images/20211124/1637752247239975.png?x-oss-process=image/watermark,size_14,text_QDUxQ1RP5Y2a5a6i,color_FFFFFF,t_100,g_se,x_10,y_10,shadow_20,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk=)

**2、用yumn方式安装依赖包**
![image.png](https://s2.51cto.com/images/20211124/1637752735638910.png?x-oss-process=image/watermark,size_14,text_QDUxQ1RP5Y2a5a6i,color_FFFFFF,t_100,g_se,x_10,y_10,shadow_20,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk=)
**3、下载安装包并安装**
![image.png](https://s2.51cto.com/images/20211124/1637753270117949.png?x-oss-process=image/watermark,size_14,text_QDUxQ1RP5Y2a5a6i,color_FFFFFF,t_100,g_se,x_10,y_10,shadow_20,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk=)

![image.png](https://s2.51cto.com/images/20211124/1637753575664426.png?x-oss-process=image/watermark,size_14,text_QDUxQ1RP5Y2a5a6i,color_FFFFFF,t_100,g_se,x_10,y_10,shadow_20,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk=)

![image.png](https://s2.51cto.com/images/20211124/1637753920855594.png?x-oss-process=image/watermark,size_14,text_QDUxQ1RP5Y2a5a6i,color_FFFFFF,t_100,g_se,x_10,y_10,shadow_20,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk=)

![image.png](https://s2.51cto.com/images/20211124/1637754202162096.png?x-oss-process=image/watermark,size_14,text_QDUxQ1RP5Y2a5a6i,color_FFFFFF,t_100,g_se,x_10,y_10,shadow_20,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk=)

**4、模拟删除并恢复**

![image.png](https://s2.51cto.com/images/20211124/1637754524439419.png?x-oss-process=image/watermark,size_14,text_QDUxQ1RP5Y2a5a6i,color_FFFFFF,t_100,g_se,x_10,y_10,shadow_20,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk=)

![image.png](https://s2.51cto.com/images/20211124/1637754630178970.png?x-oss-process=image/watermark,size_14,text_QDUxQ1RP5Y2a5a6i,color_FFFFFF,t_100,g_se,x_10,y_10,shadow_20,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk=)

![image.png](https://s2.51cto.com/images/20211124/1637754795554454.png?x-oss-process=image/watermark,size_14,text_QDUxQ1RP5Y2a5a6i,color_FFFFFF,t_100,g_se,x_10,y_10,shadow_20,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk=)

**查看a、b已被删除**
![image.png](https://s2.51cto.com/images/20211124/1637754876513694.png?x-oss-process=image/watermark,size_14,text_QDUxQ1RP5Y2a5a6i,color_FFFFFF,t_100,g_se,x_10,y_10,shadow_20,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk=)

![image.png](https://s2.51cto.com/images/20211124/1637755288640604.png?x-oss-process=image/watermark,size_14,text_QDUxQ1RP5Y2a5a6i,color_FFFFFF,t_100,g_se,x_10,y_10,shadow_20,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk=)

## 五、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。

xfsdump 的命令格式为:
xfsdump -f 备份存放位置 要备份的路径或设备文件

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)

| 命令常用的选项 |                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 |

**步骤:**

1、使用fdisk创建分区/dev/sdb1,格式化xfs文件系统
fdisk /dev/sdb
partprobe /dev/sdb #重读分区表,磁盘查询不到时使用
mkfs.xfs [-f] /dev/sdb1
mkdir /data
mount /dev/sdb1 /data/
cd /data
cp /etc/passwd ./
mkdir test
touch test/a

2、使用 xfsdump 命令备份整个分区
rpm -qa | grep xfsdump
yum install -y xfsdump
xfsdump -f /opt/dump_sdb1 /dev/sdb1 [-L dump_sdb1 -M sdb1]

3、模拟数据丢失并使用 xfsrestore 命令恢复文件
cd /data/
rm -rf ./*
ls

xfsrestore -f /opt/dump_sdb1 /data/


**步骤如下图:
1、准备工作**

![image.png](https://s2.51cto.com/images/20211124/1637755548459858.png?x-oss-process=image/watermark,size_14,text_QDUxQ1RP5Y2a5a6i,color_FFFFFF,t_100,g_se,x_10,y_10,shadow_20,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk=)

![image.png](https://s2.51cto.com/images/20211124/1637755754433801.png?x-oss-process=image/watermark,size_14,text_QDUxQ1RP5Y2a5a6i,color_FFFFFF,t_100,g_se,x_10,y_10,shadow_20,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk=)

![image.png](https://s2.51cto.com/images/20211124/1637756384545695.png?x-oss-process=image/watermark,size_14,text_QDUxQ1RP5Y2a5a6i,color_FFFFFF,t_100,g_se,x_10,y_10,shadow_20,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk=)
**2、备份文件,并删除、恢复**

## 六、系统日志
### 1、日志文件
### 1)日志的功能
- 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
### 2)日志文件的分类
 **内核及系统日志**
-  由系统服务 rsyslog 统一进行管理,日志格式基本相似
- 主配置文件 /etc/rsyslog.conf

**用户日志**
- 记录系统用户登录及退出系统的相关信息
- 主配置文件/var/log/secure

**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

### 3)默认保存位置
日志文件都默认放在目录/var/log/下。
![image.png](https://s2.51cto.com/images/20211124/1637734224475325.png?x-oss-process=image/watermark,size_14,text_QDUxQ1RP5Y2a5a6i,color_FFFFFF,t_100,g_se,x_10,y_10,shadow_20,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk=)

### 4)主要日志文件介绍
**内核及公共消息日志**
**/var/log/messages**:**这是内核的文件位置**;记录Linux内核消息及各种应用程序的公共日志消息,包括启动、IO错误、网络错误、程序故障等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/lastlog**:记录用户认证相关的安全事件信息
**/var/log/secure**:记录每个用户最近的登陆事件。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

### 2、日志文件分析
### 1)内核及系统日志
由系统服务 rsyslog 统一进行管理

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

### 2)查看rsyslog.conf配置文件

vim /etc/rsyslog.conf
#查看rsyslog.conf配置文件,规则配置格式:【设备.级别 动作】

*.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)

![image.png](https://s2.51cto.com/images/20211124/1637736820898637.png?x-oss-process=image/watermark,size_14,text_QDUxQ1RP5Y2a5a6i,color_FFFFFF,t_100,g_se,x_10,y_10,shadow_20,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk=)

![image.png](https://s2.51cto.com/images/20211124/1637737124296321.png?x-oss-process=image/watermark,size_14,text_QDUxQ1RP5Y2a5a6i,color_FFFFFF,t_100,g_se,x_10,y_10,shadow_20,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk=)

**设备字段说明**:
|||
|-|-|
|auth|用户认证时产生的日志|
|authpriv|ssh、ftp等登录信息的验证信息|
|daemon|一些守护进程产生的日志|
|ftp|FTP产生的日志|
|lpr|打印相关活动|
|mark|rsyslog服务内部的信息,时间标识|
|news|网络新闻传输协议(nntp)产生的消息|
|syslog|系统日志|
|uucp|Unix-to-Unix Copy 两个unix之间的相关通信|
|console|针对系统控制台的消息|
|cron|系统执行定时任务产生的日志|
|kern|系统内核日志|
|local0~local7|自定义程序使用|
|mail|邮件日志|
|user|用户进程|   

### 3)日志消息优先级
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 | 优先级级别      | 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。                     |
举例
- mail.info /var/log/maillog :比指定级别更高的日志级别,包括指定级别自身,保存到/var/log/maillog中
- mail.=info /var/1og/mailiog :明确指定日志级别为info, 保存至/var/log/maillog
- mail.!info /var/log/maillog :除了指定的日志级别(info)所有日志级别信息,保存至/var/log/maillog
- *.info ------ /var/log/maillog :所有facility的info级别,保存至/var/ log/maillog
- mail.*  ------- /var/log/maillog : mail的所有日志级别信息,都保存至/var/log/maillog
- mail. notice;news.info /var/log/maillog : mail的notice以上记得日志级别和news的info以.上的级别保存至/var/log/maillog
- mail, news.crit *****-/var/log/maillog : mail和news的crit以上的日志级别保存/var/log/maillog中: “-"代表异步模式

### 4)日志的格式

#公共日志/var/log/messages 文件的记录格式
时间标签(时间戳):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。

![image.png](https://s2.51cto.com/images/20211124/1637741322109973.png?x-oss-process=image/watermark,size_14,text_QDUxQ1RP5Y2a5a6i,color_FFFFFF,t_100,g_se,x_10,y_10,shadow_20,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk=)

系统自己维护日志记录,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


 ### 5)用户日志
- 记录系统用户登录及退出系统的相关信息
/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
- 分析工具
users、 who、w 、last、lastb
last命令用于查询成功登录到系统的用户记录
lastb命令用于查询登录失败的用户记录

### 6)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**
**Web服务:Nar/log/httpd/**
- access_log //记录客户访问事件
- error_log //记录错误事件
**代理服务:/var/log/squid/**
- access.log、cache.log
**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

## 3、日志管理策略

**及时作好备份和归档**
**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