深入理解Linux文件系统

在处理 Linux 系统出现的各种故障时，故障的症状是最易发现的，而导致这一故障的原 因才是最终排除故障的关键。熟悉Linux 系统中常见的日志文件，了解一般故障的分析与解 决办法，将有助于管理员快速定位故障点、“对症下药”、并及时解决各种系统问题。另外， Linux 系统中通过分区、格式化来创建文件系统，而文件系统的运行又与 block 和 inode有关。



知识结构：

  • inode与block

  • 硬链接与软链接

  • 日志文件的分类

  • 用户日志与程序日志

（一）inode与block

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

    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，但至少占用一个block

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inode包含文件的云信息

  • 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

  • ...

用stat命令可以查看某个文件的inode信息

[root@localhost etc]# cd /opt
[root@localhost opt]# touch 11.txt
[root@localhost opt]# ls
11.txt  rh
[root@localhost opt]# stat 11.txt 查看文件的inode信息

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Linux系统文件三个主要的时间属性

  • ctime：最后一次改变文件或目录（属性）的时间

  • atime：最后一次访问文件或目录的时间

  • mtime：最后一次修改文件或目录（内容）的时间

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

对于用户来说，文件名知识inode号码便于识别的别称

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inode的号码

用户通过文件名打开文件是，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

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查看inode号码的方法

  • ls -i命令：查看文件名对应的inode号码

  • stat命令：查看文件inode信息中的inode号码

[root@localhost opt]# ls -i 11.txt  查看inode号码
或者
[root@localhost opt]# stat 11.txt

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inode的大小

  • inode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

[root@localhost opt]# df -i  查看磁盘分区中的inode总数和已经使用的数量

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inode的特殊作用

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

  • 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

[root@localhost opt]# ls -i 11.txt   查看文件inode号码
34962592 11.txt
[root@localhost opt]# find ./* -inum 34962592 -delete    根据inode号码进行删除文件

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  • 移动或重命名文件时，只改变文件名，不影响inode号码

  • 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

（二）硬链接与软链接

为文件或目录建立链接文件

文件类型

  • 硬链接：ln 源文件 目标位置

一般情况下，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。 但是 Linux 系统允许多个文件名指向同一个 inode 号码。这意味着，可以用不同的文件名访 问同样的内容

  • 软链接：ln -s 源文件或目录..   链接文件或目标位置

软链接就是再创建一个独立的文件，而这个文件会让数据的读取指向它连接的那个文件 的文件名。

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（三）日志文件的分类

日志文件的功能

  • 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

日志文件的分类

  • 内核及系统日志：有系统服务syslog统一进行管理，日志格式基本相似

  • 用户日志：记录系统用户登录及退出系统的相关信息

  • 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

日志保存位置

  • 默认位于：/var/log目录下

主要日志文件介绍

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内核及系统日志

由系统服务rsyslogd统一管理

  • 软件包：rsyslog-7.4.7-16.el7.x86_64

  • 主要程序：/sbin/rsyslogd

  • 配置文件：/etc/rsyslog.conf

日志消息的级别

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日志记录的一般格式

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（四）用户日志与程序日志

用户日志

保存了用户登录，退出系统等相关信息

  • 最近的用户登录时间：/var/log/lastlog

  • 用户登录，注销及系统开关机事件：/var/log/wtmp

  • 当前登录的每个用户的详细信息：/var/log/utmp

  • 与用户验证相关的安全性事件：/var/log/secure

分析工具

users，who，w，last，lastb

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程序日志分析

由相应的应用程序独立进行管理

  • web服务：/var/log/httpd/（access_log，error_log）

  • 代理服务：/var/log/squid（access.log，cache.log）

  • FTP服务：/var/log/xferlog

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

1，在Linux系统中安装一个httpd服务，安装完成之后开启服务并关闭防火墙，便于其他主机连接

微信截图_20190827235603.png

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2，用另一台主机访问此台主机的ip地址（192.168.109.133）访问成功

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3，切换目录到/var/log/httpd中我们可以看到access_log日志文件，用cat查看内容正是访问的主机的ip的地址信息

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日志管理策略

及时做好备份和归档

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



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