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
