Linux——深入理解linux文件系统与日志分析
Posted 王大雏
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了Linux——深入理解linux文件系统与日志分析相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
Linux——深入理解linux文件系统与日志分析
一、Linux文件系统
1、inode与block
文件数据包括元信息与实际信息
扇区（sector）
- 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。
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。
- 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。
索引节点（inode）
- 中文译名为“索引节点”，也叫i节点；
- 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内部不使用文件名，而使用inode号来识别文件；
- 文件名只是inode号便于识别的别称。文件名和inode号是一一对应的关系，每个inode号都对应一个文件名。
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。
系统访问文件过程
- 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。
2、查看文件名对应的inode号的方式
第一种方式： ls -i 文件名
第二种方式： stat 文件名
- 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
- 文件的时间戳等
3、 inode的大小
- inode也会消耗硬盘空间：每个inode的大小一般是128字节或者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。
4、Linux系统文件三个主要的时间属性
- ctime(change time)：最后一次改变文件或目录(属性)的时间
- atime(access time)：最后一次访问文件或目录的时间
- mtime(modify time)：最后一次修改文件或目录(内容)的时间
5、inode和block的关系
- 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。
6、特点
- 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。
删除inode号的方法：
[root@cheng0307 tmp]# find ./ -inum 68201002 -exec rm -i {} \\;
[root@cheng0307 tmp]# find ./ inum 68201002 -delete
- 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，公生成一个新的inode号码
二、 硬链接和软链接
1、格式
硬链接
ln 源文件 目标位置
软链接
ln [-s] 源文件或者目录... 链接文件或者目标位置
2、硬链接与软链接的对比
| 操作和范围 | 软链接 | 硬链接 |
|---|---|---|
| 删除原始文件后 | 失效 | 仍然可用 |
| 使用范围 | 适用于文件或目录 | 只可用于文件 |
| 保存位置 | 与原始文件可以位于不同的文件系统中 | 必须与原始文件在同一个文件系统（如一个Linux分区）内 |
二、日志分析
日志保存位置默认位于：/var/log目录下
1、日志的功能
- 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
2、日志文件的分类
| 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/etc/rsyslog.conf |
|---|---|
| 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 |
3、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、I0错误、网络错误、程序故障等。
- 对于未使用独立日志文件的应用程序或服务，一般都可以从该日志文件中获得相关的事件记录信息。
4、计划任务日志
- /var/log/ cron: 记录crond计划任务产生的事件信息
5、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
6、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
7、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
8、日志配置文件和日志消息等级
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
vim /etc/rsyslog.conf #查看rsyslog.conf配置文件
* . 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)
| 级别 | 消息 | 级别 | 具体描述 |
|---|---|---|---|
| 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 | 一般信息 |
| 7 | DEBUG | 调试 | 程序或系统调试信息等 |
9、日志记录的一般格式
10、分析工具
- users、who、 W、last、 lastb
- last命令用于查询成功登录到系统的用户记录
- lastb命令用于查询登录失败的用户记录
11、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 ——记录客户访问事件
- error_log ——记录错误事件
- 代理服务：/var/log/squid/
- access.log、cache.log
- 文本查看、grep过来检索、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
12、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，如账户和口令等
- 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- -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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