inode和block

block

用于存储文件数据。

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。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。

 

inode

中文译名索引节点 用于存储文件元信息。

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）

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。

 

用户在Linux系统中访问一个文件时的流程

 

1. 系统根据文件名去查找对应的inode号码
2. 通过inode号码，获取inode信息
3. 根据inode信息，看该用户是否具有访问这个文件的权限
4. 如果有，就指向相对应的数据block，并读取数据

查看文件名对应的 inode 号

ls -i 文件名
stat 文件名

 

 

最近访问        atime(accesstime)：
当使用这个文件的时候就会更新这个时间。

最近更改        mtime(modification time)：
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。

最近改动        ctime(change time)：
当修改文件的权限或者属性的时候（修改文件内容会导致属性里的大小变化，也会改变），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。

根据inode号查找文件

find ./ -inum 33743461

find ./ -inum 52305140 -exec rm -i {} \;
find ./ -inum 50464299 -delete   #并删除

inode文件大小

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 “df -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。

df -i 
查看inode数量

 

 inode特殊性质

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；

ls -i   #找到文件对应inode
find ./ -inum 52305140 -exec rm -i {} \;
find ./ -inum 50464299 -delete 
find ./ -inum 52305140 | xargs rm -rf

2.移动文件或重命名文件，只是改变文件名，不影响 inode 号码；（只更改了目录文件名）
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保存后，会生成一个新的 inode 号码。（因为vi编辑器使用文件替换方式修改）

ll -i
echo 123 > 123.txt     
ll -i            #inode不变

ll -i
vim 123.txt            
ll -i            #inode改变

inode节点耗尽故障处理

磁盘无法写入什么原因？（面试题）

1. 磁盘坏道（badblock命令检测）
2. 文件系统错误（fack命令检测）
3. inode号被占满

使用fdisk创建分区/dev/sdb1，分区大小30M即可

fdisk /dev/sdb   #大小此处设置100MB
mkfs.ext4 /dev/sdb1

mount /dev/sdb1 /mnt
df -i

 

模拟inode节点耗尽故障

cd /mnt

for ((i=1; i<=25680; i++));do touch /mnt/file$i;done
######或者分行显示######
for ((i=1; i<=25680; i++))
do
touch /mnt/file$i
done  
######或者大括号######
touch {1..25680}.txt

df -i
df -hT

可见当inode号占用满后无法继续写入文件

删除文件恢复

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/sdc1，格式化ext3文件系统

fdisk /dev/sdc      
partprobe /dev/sdc  #刷新后显示分区
mkfs.ext3 /dev/sdc1
mkdir /test
mount /dev/sdc1 /test
df -hT

安装依赖包

yum -y install e2fsprogs-devel e2fsprogs-libs

编译安装 extundelete

cd /test

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

#解压包
tar jxvf extundelete-0.2.4.tar.bz2

#编译 安装
cd extundelete-0.2.4/
./configure --prefix=/usr/local/extundelete && make && make install

#优化执行路径（软链接到系统path路径中，以便cmd中直接使用）
ln -s /usr/local/extundelete/bin/* /usr/bin/

模拟删除

cd /test
echo a>a
echo a>b    ##创建文件
echo a>c
ls          

extundelete /dev/sdc1 --inode 2   
#查看文件系统/dev/sdc1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。

rm -rf a b        #删除文件
extundelete /dev/sdc1 --inode 2

cd ~         #立刻解挂 避免进一步损失
umount /test

执行恢复操作

extundelete /dev/sdc1 --restore-all  #恢复/dev/sdc1 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/

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：0 表示完全备份；1-9 表示增量备份。xfsdump 的备份级别默认为 0。
完整备份增量备份各有好处，增量备份可以增加多少文件备份多少，完整备份可以一次恢复数据而不用像增量备份一样很多文件

 

 xfsdump使用限制

1.只能备份已挂载的文件系统
2.必须使用root的权限才能操作
3.只能备份XFS文件系统
4.备份后的数据只能让xfsrestore解析
5.不能备份两个具有相同UUID的文件系统（可用 blkid命令查看）

xfsdump 的命令格式

xfsdump -f 备份存放位置 要备份的路径或设备文件

-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

使用fdisk创建分区/dev/sdb1，格式化xfs文件系统

fdisk /dev/sdb
partprobe /dev/sdb     #刷新分区
mkfs.xfs [-f] /dev/sdb1

mkdir /data
mount /dev/sdb1 /data/ #挂载

cd /data
cp /etc/passwd ./      #填充文件
mkdir test
touch test/a

使用 xfsdump 命令备份整个分区

rpm -qa | grep xfsdump
yum install -y xfsdump    #安装

xfsdump -f /opt/dump_sdb1 /dev/sdb1 [-L dump_sdb1 -M sdb1]
#备份 -L-M为自定义标签，可以不加 在执行程序时会提醒输入

模拟数据丢失并使用 xfsrestore 命令恢复文件

cd /data/
rm -rf ./*
ls

xfsrestore -f /opt/dump_sdb1 /data/
xfsrestore -f 备份文件 需要恢复的目录

cpio命令恢复文件

cpio 命令用于从归档包中存入和读取文件，换句话说，cpio 命令可以从归档包中提取文件（或目录），也可以将文件（或目录）复制到归档包中。

 

  cpio 命令主要有以下 3 种基本模式：

1. "-o" 模式：指的是 copy-out 模式，就是把数据备份到文件库中，命令格式如下：

   [root@localhost ~]# cpio -o[vcB] > [文件丨设备]
   
   -o：copy-out模式，备份；
   -v：显示备份过程；
   -c：使用较新的portable format存储方式；
   -B：设定输入/输出块为 5120Bytes，而不是模式的 512Bytes；

   比如，使用 cpio 备份数据的命令如下：

   [root@localhost ~]#find /etc type -f | cpio -ocvB > /root/etc.cpio
   #利用find命令指定要备份/etc/目录，使用>导出到etc.cpio文件
   [root@localhost ~]# ll -h etc.cpio
   -rw--r--r--.1 root root 21M 6月5 12:29 etc.cpio
   #etc.cpio文件生成

2. "-i" 模式：指的是 copy-in 模式，就是把数据从文件库中恢复，命令格式如下：

   [root@localhost ~]# cpio -i[vcdu] < [文件|设备]
   
   -i：copy-in 模式，还原；
   -v：显示还原过程；
   -c：较新的 portable format 存储方式；
   -d：还原时自动新建目录；
   -u：自动使用较新的文件覆盖较旧的文件；

   比如，使用 cpio 恢复之前备份的数据，命令如下：

   [root@localhost ~]# cpio -idvcu < /root/etc.cpio
   #还原etc的备份
   #如果大家査看一下当前目录/root/，就会发现没有生成/etc/目录。这是因为备份时/etc/目录使用的是绝对路径，所以数据直接恢复到/etc/系统目录中，而没有生成在/root/etc/目录中

3. "-p" 模式：指的是复制模式，使用 -p 模式可以从某个目录读取所有文件，但并不将其备份到 cpio 库中，而是直接复制为其他文件。

        例如，使用 -p 将 /boot/ 复制到 /test/boot 目录中可以执行如下命令：

[root@localhost ~]# cd /tmp/
#进入/tmp/目录
[root@localhost tmp]#rm -rf*
#删除/tmp/目录中的所有数据
[root@localhost tmp]# mkdir test
#建立备份目录
[root@localhost tmp]# find /boot/ type -f | cpio -p /tmp/test
#备份/boot/目录到/tmp/test/目录中
[root@localhost tmp]# ls test/boot
#在/tmp/test/目录中备份出了/boot/目录

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