Linux的文件系统

壹、indoe与block

1、inode与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(4K)
• 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，且至少占用一个block

2、总结：

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。

贰、inode的内容

1、inode包含文件的元信息

• 文件的字节数
• 文件拥有者的User ID（不包含文件名）
• 文件的Group ID
• 文件的读、写、执行权限
• 文件的时间戳
• ... ...

2、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

当修改文件的权限或者属性的时候，就会更新这个时间，ctime并不是create time,更像是change time,只有当更新文件的属性或者权限的时候才会更新这个时间，但是更改内容的话是不会更新这个时间。

• atime（access time）
  • 最后一次访问文件或目录的时间

当使用这个文件的时候就会更新这个时间。

• mtime（modify time）
  • 最后一次修改文件或目录（内容）的时间

当修改文件的内容数据的时候，就会更新这个时间，而更改权限或者属性，mtime不会改变，这就是和ctime的区别。

3、目录文件的结果

• 目录也是一种文件
• 目录文件的结构：每一行称为一个目录项

文件名1 inode号码1 文件名2 inode号码2 ... ... ... ...

• 每一个iode都要一个号码，操作系统用inode号码来识别不同文件

• 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，文件名只是inode号码便于识别的别称

4、inode的号码

用户通过文件名打开文件时，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

5、查看inode号码的方法

• ls -i命令：查看文件对应的inode号码

ls -i 文件名

• stat命令：查看文件inode信息中的inode号码

stat 文件名

叁、文件存储小结

1、硬盘分区后的结构

2、访问文件的简单流程

肆、inode的大小

• inode也会消耗硬盘空间

  • 每个inode的大小
  • 验是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

小结：

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。

数据区：存放文件数据

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个字节

通常情况下不需要关注单个inode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inode总数和已经使用的inode数量

---

1、inode的特殊作用

• 由于 inode 号码与文件名分离，导致Unix/Linux系统具备以下几种特有的现象：1.当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.使用vi编辑器修改文件数据被修改保存后，会生成一个新的inode号码

找到并且删除inode号： find ./ -inum inode号 -exec rm -i {} \; find ./ -inum inode号 -delete

伍、硬链接与软链接

• [ ] 为文件或目录建立链接文件
• [ ] 链接文件分类

软链接(符号链接) 硬链接 删除原始文件后 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 与原始文件可以位于不同的文件系统中 必须与原始文件在同一个文件系统（如一个Linux）

• 硬链接

ln 源文件 目标位置

• 软链接

ln -s 源文件或目录 链接文件或目标位置

陆、恢复误删除的文件

案例1：inode节点耗尽故障处理

①使用fdisk创建分区/dev/sdb1，分区大小30M即可

②格式化并且挂载，查看inode号的使用情况

③模拟inode节点耗尽故障

④恢复节点数

---

案例2：恢复EXT类型的文件

• [ ] 编译安装extundelete软件包

wget http://nchc.dl.sourceforge.net/project/extundelete/extundelete/0.2.4/extundelete-0.2.4.tar.bz2

• 安装依赖包
  • e2fsprogs-libs-1.41.12-18.el6.x86_ 64.rpm
  • e2fsprogs-devel-1. 41.12-18.el6.x86_ 64.rpm

• 配置、编译及安装

  • extundelete-0.2.4.tar.bz2
• 指定安装地址：
  • . /configure --prefix=/usr/local/extundelete 66 && make && make install

模拟删除并执行恢复操作：

①首先将原本的磁盘解挂重新格式化成ext3格式

②安装extundelete前先安装环境依赖包，然后安装extundelete软件

③挂载目录内创建文件，并赋予内容，然后查看inode号

④删除创建的新文件，并且解挂载模拟数据丢失

⑤模拟数据丢失后进行恢复操作

---

案例3：恢复XFS类型的文件

• [ ] xfsdump命令格式

xfsdump -f 备份存放位置 要备份的路径或设备文件

• [ ] xfsdump备份级别

• 0：完全备份（默认为0）

• 1-9：增量备份

• [ ] xfsdump常用选项

常用选项 介绍 -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

• [ ] xfsdump使用限制：

只能备份已挂载的文件系统

必须使用root的权限才能操作

只能备份XFS文件系统

备份后的数据只能让xfssrestore解析

不能备份两个具有相同UUID的文件系统（可用 blkid命令查看）

模拟删除并执行恢复操作：

①创建新磁盘分区

②格式化分区，挂载后复制实验内容到挂载目录，创建目录和子文件

③安装xfsdump软件

④备份整个分区然后查看

⑤模拟故障，并进行恢复

---