Linux 文件系统与日志分析，inode表中有很多


导图

 

 

 

 

1.inode表结构

每个文件的属性信息，比如：文件的大小，时间，类型，权限等，称为文件的元数据(meta data)

元数据是存放在inode（index node）表中。inode 表中有很多条记录组成，第一条记录对应的存放了一个

文件的元数据信息。

1.1硬链接和软连接

硬连接 同一个文件取不同的名或者叫多个名字（比如 苏轼 字子瞻 号东坡居士 苏二 谥号文忠 ）不支持文件夹，创建一个连接数加一，多路径访问。

软连接 类似于windows里快捷方式，软连接，符号连接

1.2inode表中存放的对应数据

  • inode number 节点号
  • 文件的类型
  • 文件的权限
  • UID
  • GID
  • 链接数（指向这个文件名路径名称个数）
  • 该文件的大小和不同的时间戳
  • 指向磁盘上文件的数据块指针
  • 等有关文件的其他数据
查看inode号
[root@localhost data]# ls
123  1.txt  2.txt  3.txt  4.txt  5.txt  data1  data2

[root@localhost data]# ls -i     //方法1
35802872 123  35802838 1.txt  35802839 2.txt  35802840 3.txt  35802841 4.txt  35802842 5.txt   2420054 data1  35802875 data2

[root@localhost data]# stat /data/1.txt  //方法2
  文件："/data/1.txt"
  大小：0               块：0          IO 块：4096   普通空文件
设备：fd00h/64768d      Inode：35802838    硬链接：1
权限：(0644/-rw-r--r--)  Uid：(    0/    root)   Gid：(    0/    root)
环境：unconfined_u:object_r:default_t:s0
最近访问：2022-10-12 18:52:31.654822781 +0800
最近更改：2022-10-12 18:52:31.654822781 +0800
最近改动：2022-10-12 18:52:31.654822781 +0800
创建时间：-

3个时间戳：
最近访问atime：最后一次差看文件
最近更改mtime：最近更改文件内容的时间，注意：更改完内容之后，ctime也会改变
最近改动ctime：最近更改文件元信息的时间，比如改变权限等

1.3用户访问文件的原理/过程：

  • 用户访问文件时 先去查找 自己 文件夹中的目录项 ，
  • 文件名和inode之间对应的关系，
  • 通过 inode号利用指针（直接指针/间接指针）去指向 实际数据

直接指针：直接指向数据块

间接指针：不直接指向数据块，要经过中间数据块，最后指向数据块

图解：

 

1.4补充：文件相关

  • 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表。 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文件夹当中的。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号码对应一个或多个文件名。

    唯一 同一文件系统（） 不同的文件

  • 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。

tops：

硬盘上最小的存储单位为扇区（512字节）

文件存储的最小单位为块8个扇区组成为4k

图解：

  • mode:权限

  • owner info：所有者

  • size：大小

  • timestamps:三个时间戳

inode号与命令cp，rm，mv的关系：

cp 命令：

  • 分配一个空闲的inode号，在inode表中生成新条目

  • 在目录中创建一个目录项，将名称与inode编号关联

  • 拷贝数据生成新的文件

rm 命令：

  • 硬链接数递减，从而释放的inode号可以被重用

  • 把数据块放在空闲列表中

  • 删除目录项

  • 数据实际上不会马上被删除，但当另一个文件使用数据块时将被覆盖

mv 命令：

 

  • 如果mv命令的目标和源在同一设备，不影响inode表（除时间戳）或磁盘上的数据位置：没有数据被移动！
  • 删除旧的目录对应关系新建目录对应关系

 

 

#可以通过inode号来删除指定文件
[root@localhost data]# ls -i
35802872 123  35802838 1.txt  35802839 2.txt  35802840 3.txt  35802841 4.txt  35802842 5.txt   2420054 data1  35802875 data2

[root@localhost data]# find -inum 35802872 -delete           //命令1
[root@localhost data]# find -inum 35802872 -exec rm {}  /；  //命令2

[root@localhost data]# ls
1.txt  2.txt  3.txt  4.txt  5.txt  data1  data2

 

删除文件空间不释放，解决方法

[root@localhost opt]#lsof |grep delete   //列出文件  过滤已删除

[root@localhost opt]#echo " " > /boot/bigfile   //写空字符导给文件

 

2.文件恢复extundelete

删除一个文件，实际上并不清除 inode 节点和 block 的数据，只是在这个文件的父目录 里面的 block 中，删除这个文件的名字。

Linux 是通过 Link 的数量来控制文件删除的，只有 当一个文件不存在任何 Link 的时候，这个文件才会被删除。

 

在 Linux 系统运维工作中，经常会遇到因操作不慎、操作错误等导致文件数据丢失的情 况，尤其对于客户企业中一些新手。

当然，这里所指的是彻底删除，即已经不能通过“回收 站”找回的情况，比如使用“rm -rf”来删除数据。

针对 Linux 下的 EXT 文件系统，可用的恢复 工具有 debugfs、ext3grep、extundelete 等。

其中 extundelete 是一个开源的 Linux 数据 恢复工具，支持 ext3 文件系统。

2.1使用extundelete工具如何恢复误删文件

在编译安装 extundelete 之前需要先安装两个依赖包 e2fsprogs-libs 和 e2fsprogs-devel；

这两个包在系统安装光盘的/Package 目录下就有，使用 rpm 或 yum 命令将其安装；

e2fsprogs-devel 安装依赖于 libcom_err-devel 包。

[root@localhost ~]#yum -y install e2fsprogs-devel e2fsprogs-libs
#安装依赖软件
[root@localhost ~]# tar -jxvf extundelete-0.2.4.tar.bz2 -C /opt
#解压软件
[root@localhost ~]# cd /opt/extundelete-0.2.4
#切换到目录下
[root@localhost extundelete-0.2.4]# ./configure    //定义模块和路径
#编译安装 
[root@localhost extundelete-0.2.4]#make           //编译
[root@localhost extundelete-0.2.4]#make install   //写入硬盘
[root@localhost extundelete-0.2.4]#cd /usr/local/bin/
[root@localhost bin]#ls
extundelete  you-get


#验证恢复，目前使用版本只对ext3 有效，分区略
[root@localhost ~]# mkfs.ext3 /dev/sdb1
[root@localhost ~]# mkdir /test/ 
[root@localhost ~]# mount /dev/sdb1 /test/ 
[root@localhost ~]# cd /test/
[root@localhost test]# echo a>a 
[root@localhost test]# echo a>b 
[root@localhost test]# echo a>c 
[root@localhost test]# echo a>d

 

2.2模拟误删并恢复

可以使用extundelete /dev/sdb1 --inode 2   //查看文件系统/dev/sdb1 下存在哪些文件

具体的使用情况：

其中--inode 2 代表从 i 节点为 2 的文件开始查看，一般文件系统格式化挂载之后，i 节点是从 2 开始的，2 代表该文件系统最开始的目录。

在恢复前需要先解挂载

[root@localhost test]# rm -rf a b   //模拟误删除

[root@localhost test]# ls c d lost+foun
[root@localhost test]# cd 

[root@localhost ~]# umount /test/
#解挂载
[root@localhost ~]#extundelete /dev/sdb1 --inode 2  //查看该分区下的存在哪些文件
#                  命令          查看的分区   从2节点开始

[root@localhost ~]# extundelete  /dev/sdb1          --restore-all    //使用恢复
#                   命令          需要恢复的分区设备    恢复选项，全都要

[root@localhost ~]# ls    
anaconda-ks.cfg extundelete-0.2.4 extundelete-0.2.4.tar.bz2 RECOVERED_FILES
[root@localhost ~]# cd RECOVERED_FILES/    //进入恢复目录
[root@localhost RECOVERED_FILES]# ls   //查看
a b      //恢复成功

 

3.xfs类型备份和恢复

CentOS 7 系统默认采用 xfs 类型的文件。针对 xfs 文件系统目前也没有比较成熟的文件恢复工具，所以建议提前做好数据备份，以避免数据丢失。

 

xfs 类型的文件可使用 xfsdump 与 xfsrestore 工具进行备份恢复。

若系统中未安装 xfsdump与xfsrestore工具，可以通过yum install -y xfsdump命令安装。

 

xfsdump 按照inode 顺序备份一个 xfs 文件系统。

3.1xfsdump 的备份级别：

  • 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

xfsdump 的命令格式为：

xfsdump   -f    备份存放位置     要备份路径或设备文件。

选项：

选项 作用
-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

3.2使用 xfsdump 时，需要注意以下的几个限制：

  • 不支持没有挂载的文件系统备份，所以只能备份已挂载的；

  • 必须使用 root 的权限才能操作；

  • 只能备份 XFS 文件系统；

  • 备份下来的数据只能让 xfsrestore 解析；

  • 不能备份两个具有相同 UUID 的文件系统（可使用blkid查看）。

 

 

4.日志

4.1常见的日志文件

日志文件位置日志文件说明
/var/log/messages内核和公共日志 它是核心系统日志文件，其中包含了系统启动时的引导信息，以及系统运行时的其他状态消息。I/O 错误、网络错误和其他系统错误都会记录到此文件中。其他信息，比如某个人的身份切换为 root，已及用户自定义安装软件的日志，也会在这里列出
/var/log/cron 计划任务日志 记录与系统定时任务相关的曰志
/var/log/dmesg 系统引导日志 记录了系统在开机时内核自检的信息，也可以使用dmesg命令直接查看内核自检信息
/var/log/maillog 邮件日志 记录邮件信息的曰志
用户日志：  
/var/log/lastlog 记录系统中所有用户最后一次的登录时间的曰志。这个文件也是二进制文件.不能直接用Vi 查看。而要使用lastlog命令查看
/var/log/secure 记录验证和授权方面的倍息，只要涉及账户和密码的程序都会记录，比如系统的登录、ssh的登录、su切换用户，sudo授权，甚至添加用户和修改用户密码都会记录在这个日志文件中
/var/log/wtmp 永久记录所有用户的登陆、注销信息，同时记录系统的启动、重启、关机事件。同样，这个文件也是二进制文件.不能直接用Vi查看，而要使用last命令查看
/var/tun/ulmp 记录当前已经登录的用户的信息。这个文件会随着用户的登录和注销而不断变化，只记录当前登录用户的信息。同样，这个文件不能直接用Vi查看，而要使用w、who、users等命令查看

日志文件的格式包含以下 4 列：

  • 事件产生的时间。

  • 产生事件的服务器的主机名。

  • 产生事件的服务名或程序名。

  • 事件的具体信息

[root@localhost ~]# cat /var/log/secure   //查看用户验证和授权的日志
Oct 10 10:17:07 localhost sshd[13030]: pam_unix(sshd:session): session closed for user root
Oct 10 10:17:19 localhost sshd[13444]: pam_unix(sshd:session): session closed for user root
Oct 10 10:17:19 localhost su: pam_unix(su:session): session closed for user suoluo
Oct 10 10:17:19 localhost su: pam_unix(su:session): session closed for user suoluo
Oct 10 11:46:41 localhost sshd[13828]: pam_unix(sshd:session): session closed for user root
Oct 10 11:46:47 localhost sshd[15915]: Accepted password for root from 192.168.61.1 port 55893 ssh2
Oct 10 11:46:47 localhost sshd[15915]: pam_unix(sshd:session): session opened for user root by (uid=0)
Oct 10 11:46:49 localhost sshd[13784]: pam_unix(sshd:session): session closed for user root
Oct 10 12:20:39 localhost sshd[16300]: Accepted password for root from 192.168.61.1 port 56474 ssh2
Oct 10 12:20:39 localhost sshd[16300]: pam_unix(sshd:session): session opened for user root by (uid=0)
Oct 10 12:20:41 localhost sshd[15915]: pam_unix(sshd:session): session closed for user root

 

4.2内核和公共日志

日志的配置文件 位置在 /etc/rsyslog.conf

 

 

vim /etc/rsyslog.conf
#查看rsyslog.conf 配置文件

*.info;mail.none;authpriv.none;cron.none                
#表示所有info等级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）

 

4.3用户日志

在 wtmp、btmp、lastlog 等日志文件中，保存了系统用户登录、退出等相关的事件消息；

但是这些文件都是二进制的数据文件，不能直接使用 tail、less 等文本查看工具进行浏览；

需要使用 who、w、users、last 和 lastb 等用户查询命令来获取日志信息。

4.4查询当前登陆的用户情况

4.4.1 users

users 命令只是简单地输出当前登录的用户名称，每个显示的用户名对应一个登录会话。 如果一个用户有不止一个登录会话，那他的用户名将显示与其相同的次数

4.4.2 who

who命令用于报告当前登录到系统中的每个用户的信息。使用该命令，系统管理员可以查看当前系统存在哪些不合法用户，从而对其进行审计和处理。who 的默认输出包括用户名、终端类型、登录日期及远程主机

4.4.3 w

w 命令用于显示当前系统中的每个用户及其所运行的进程信息，比 users、who 命令的 输出内容要丰富一些。

4.5查询用户登陆的历史情况

4.5.1 last 命令用于查询成功登录到系统的用户记录：

最近的登录情况将显示在最前面。通过 last 命令可以及时掌握 Linux 主机的登录情况，若发现未经授权的用户登录过，则表示当前 主机可能已被入侵

4.5.2 lastb 命令用于查询登录失败的用户记录：

如登录的用户名错误、密码不正确等情况都 将记录在案。登录失败的情况属于安全事件，因为这表示可能有人在尝试猜解你的密码。除 了使用 lastb 命令查看以外，也可以直接从安全日志文件/var/log/secure 中获得相关信息。

5.总结

日志文件是重要的系统信息文件，其中记录了许多重要的系统事件，包括用户的登录信息、系统的启动信息、系统的安全信息、邮件相关信息、各种服务相关信息等

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