Linux-EXT和XFS类型文件恢复与日志分析

一、概述

1、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(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
  

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” Zblock)，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Tinux.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inodie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。

2、inode内容

• inode包含文件的元信息
  文件的字节数
  文件拥有者的User lD(不包含文件名)
  文件的Group lD
  文件的读、写、执行权限
  文件的时间戳
• 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，文件名只是inode号码便于识别的别称

3、查看inode号

• 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

• 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
  
  

• Linux系统文件三个主要的时间属性
  1.atime(access time)
  最后一次访问文件或目录的时间
  2.mtime(modify time)
  最后一次更改文件或目录（内容)的时间
  3.ctime(change time)
  最后一次改动文件或目录（属性)的时间
  

• 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:
  1.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.文件数据被修改保存后，会生成一个新的inode号码。

4、inode大小

• linode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

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 "dt-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。

5、小结

6、inode的特殊作用

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

1. 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
2. 移动或重命名文件时，只改变文件名，不影响inode号码
3. 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
4. 文件数据被修改保存后，会生成一个新的inode号码。

find .! .-inum 52305140 -exec rm -i { ]l;
find ./ I-inum 50464299 -delete

二、实例：inode节点耗尽故障处理

1、在虚拟机创建一个10G硬盘，重启

2、创建分区

fdisk -l
fdisk /dev/sdb

3、格式化，并挂载

mkfs.ext4 /dev/sdb1
mkdir /mnt1
mount /dev/sdb1 /mnt1
df -hT

4、模拟inode节点耗尽故障

df -i
for ((i=l; i<=5136; i++) )
do
touch /mnt1/${i}.txt
done
或touch { 1…5136}.txt
df -i

5、删除文件恢复

rm -rf /mnt1/*
touch {1,2,3}.txt

三、实例：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)#使用fdisk创建分区/dev/sdb1，格式化ext3文件系统。

1、在虚拟机创建1个20G硬盘，并重启

2、创建分区，格式化，并挂载

fdisk /dev/sdb
mkfs.ext3 /dev/sdb1
mkdir /data
mount /dev/sdb1 /data

3、安装依赖包

cd /data
将下载好的extundelete-0.2.4.tar.bz压缩包拖入（或者在http://nchc.dl.sourceforge.net/project/extundelete/extundelete/0.2.4/extundelete-0.2.4.tar.bz2下载）
yum -y install e2fsprogs-devel e2fsprogs-libs

4、解压缩，编译安装extundelete

tar jxvf extundelete-0.2.4.tar.bz2——压缩
cd extundelete-0.2.4/——切换目录
./configure --prefix=/usr/local/extundelete && make && make install——指定安装地址，进行安装
ln -s /usr/local/extundelete/bin/* /usr/bin/——设置软链接

5、创建文件和内容，查看inode号

echo a > a——创建文件
echo b > b
echo c > c
cat a b c——查看
extundelete /dev/sdb1 --inode 2——查看inode号

6、模拟册除并执行恢复操作

rm -rf a b——删除
umount /data——解挂载
df -hT-查看挂载
extundelete /dev/sdb1 --inode 2——查看inode号

7、恢复

extundelete /dev/sdb1 --restore-all——恢复
cd RECOVERED_FILES/——进入查看

四、实例：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:

1. 0表示完全备份（默认0）
2. 1-9表示增量备份

• 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，后面不能直接跟路径
• xfsdump使用限制:

3. 只能备份己挂教的文件系统
4. 必须使用root的权限才能操作
5. 只能备份XFS文件系统
6. 备份后的数据只能让xfsrestore解析
7. 不能备份两个具有相同UUID的文件系统（可用blkid命令查看)

1、在虚拟机里创建一个20G的硬盘

2、创建分区，格式化并挂载

fdisk /dev/sdb——创建分区
mkfs.xfs /dev/sdb1——格式化
mkdir /data——创建目录
mount /dev/sdb1 /data——挂载
cp /etc/passwd ./——复制
cp /etc/shadow ./——复制

3、安装xfsdump包，备份文件

yum install -y xfsdump———安装xfsdump包
xfsdump -f /opt/dump_xfs1 /dev/sdb1 -L dump_sdb1 -M sdb1——进行备份

4、模拟故障，并恢复

cd /data
rm -rf * ——删除所有文件（模拟故障）
xfsrestore -f /opt/dump_xfs1 /data——把备份文件拿来恢复

五、日志文件

1、日志的功能

1.用于记录系统、程序运行中发生的各种事件
2.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

1.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letc/rsyslog.conf
2.用户日志
记录系统用户登录及退出系统的相关信息
3.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、常见的日志文件

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.confLinux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。
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H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crondiE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
#查看rsyslog.conf配置文件
vim /etc/rsyslog.conf

*.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)

4、日志优先级

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）﹔
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):—般信息。
7 DEBUG (调试):程序或系统调试信息等。