Linux inode与block概述及文件系统

Linux inode与block概述及文件系统

一、inode和block概述

1. 文件、扇区

• 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。

2. 块（block）

• 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，文件数据存储在“块”中。

3. 文件数据

• 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，文件元信息存储在inode中。

4. inode（索引节点）

• 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。
• inode是存储文件元信息（比如文件的创建者、创建日期、文件大小、文件权限等）的区域。

5. 结论

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。

ls -i 文件
stat 文件

二、模拟inode节点耗尽实验

fdisk /dev/sdb               #管理磁盘
mkfs.xfs /dev/sdb1           #格式化磁盘
mkdir /sdb1                  #创建/目录下sdb1目录，用于挂载
mount /dev/sdb1 /sdb1        #挂载
df -i                        #查询可用inode号
模拟inode节点耗尽 
for （（i=1;i<=7700;i++））;do touch /sdb1$i;done;

步骤：

1. 关闭虚拟机，编辑虚拟机设置，添加新硬盘，这里我们随便给20G,点击下一步并确认，开启虚拟机

2. 管理磁盘，创建磁盘

3. 进行挂载之前需先确定文件系统类型，进行格式化，格式为ext3

4. 在根目录下创建一个子目录/sdb1用于挂载

5. 查看挂载表，确认文件系统类型更改成功

6. 查看inode号

7. 使用for循环创建文件，超出inode号范围是否会无法创建

8. 经过查看挂载表，发现有容量却无法再创建文件

若想再创建文件，仅需将内部文件删除，解除inode占用即可

得出结论：磁盘内可用inode号使用完后，即使磁盘还剩余空间也无法再创建文件。

三、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）
• 下载网址：extundelete-0.2.4.tar.bz2

实验步骤：

1. 使用fdisk创建分区/dev/sdb2，格式化ext3文件系统

fdisk /dev/sdb
mkfs.ext3 /dev/sdb2
mkdir /sdb2
mount /dev/sdb2 /sdb2
yum -y install e2fsprogs-devel e2fsprogs-libs             #安装依赖包
cd /sdb2
拖入压缩包
tar jxvf extundelete-0.2.4.tar.bz2                        #进行解压缩
cd extundelete-0.2.4/
./configure --prefix=/usr/local/extundelete && make && make install
ln -s /usr/local/extundelete/bin/* /usr/bin/

2. 模拟删除并执行恢复操作

cd /sdb1
echo a>a
echo a>b
echo a>c
echo a>d
ls

3. 查看文件系统/dev/sdb2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。

extundelete /dev/sdb1 --inode 2			
rm -rf a b
cd ~
umount /sdb2
extundelete /dev/sdb2 --restore-all		恢复/dev/sdb2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

四、xfs类型文件修复

• 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 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，-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xfsrestore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）

实验步骤：

1. 使用fdisk创建分区/dev/sdb1，格式化xfs文件系统

fdisk /dev/sdb
partprobe /dev/sdb
mkfs.xfs  /dev/sdb1
mkdir /sdb1
mount /dev/sdb1 /sdb1
cd /sdb1
cp /etc/passwd ./
mkdir test
touch test/a

使用 xfsdump 命令备份整个分区

yum install -y xfsdump
xfsdump -f /opt/dump_sdb1 /dev/sdb1 -L dump_sdb1 -M sdb1

模拟数据丢失并使用 xfsrestore 命令恢复文件

cd /sdb1
rm -rf ./*
xfsrestore -f /opt/dump_sdb1 /sdb1