浅析Linux文件inode与block硬链接与软链接恢复误删文件

Posted 2022-09-05

一、inode与block

1.inode和block概述

文件数据包括元信息与实际数据，一个文件必须占用一个inode，但至少占用一个block。

扇区：文件存储在硬盘上，硬盘的最小存储单位是扇区，每个扇区存储空间是512字节。
block（块）：连续的八个扇区组成一个block，block是文件存取的最小单位，用来存储文件数据。
inode（索引节点）：也叫i节点，用于存储文件元信息。

2.inode的理解

（1）inode包含文件元信息：

• 文件的字节数
• 文件拥有者的User ID（UID）
• 文件的Group ID（GID）
• 文件具有的读、写、执行权限
• 文件的时间戳（atime、ctime、mtime）

当我们想查看某个文件的inode信息时，使用的是“stat”命令，后面直接接文件的路径和名称即可。

[root@localhost opt]# stat test/
  文件："test/"
  大小：24         块：0          IO 块：4096   目录
设备：802h/2050d   Inode：33574981    硬链接：2
权限：(0755/drwxr-xr-x)  Uid：(    0/    root)   Gid：(    0/    root)
环境：unconfined_u:object_r:usr_t:s0
最近访问：2019-08-28 11:39:33.953003238 +0800
最近更改：2019-08-28 11:39:20.023004045 +0800
最近改动：2019-08-28 11:39:20.023004045 +0800
创建时间：-
[root@localhost opt]# 

（2）文件的三个主要时间属性：

• atime（access time）：最后一次访问文件或目录的时间
• ctime（change time）：最后一次改变文件或目录（属性）的时间
• mtime（modify time）：最后一次修改文件或目录（内容）的时间

3.inode号码

每一inode都有一个号码，操作系统是通过inode号码来识别不同文件的。Linux系统内部是不使用文件名来识别文件的，对系统而言inode号码才是文件的名字。而文件名只是便于用户去记忆的名字，相当于inode号码的别称。其实这就相当于咱们的手机通讯录，咱们平时只要记住联系人的名字就可以拨通他的手机，但真正用来连接通话的是你保存在通讯录中的手机号码。移动或重命名文件时，只会改变文件名，inode号码是不变的。

（1）用户通过文件名打开文件时，系统内部过程如下：

• 系统首先会找到这个文件名对应的inode号码
• 通过inode号码获取inode信息（查看元信息，看是否有访问权限）
• 根据inode信息，找到文件数据所在的block，读出数据

（2）查看inode号码的方法：

ls -i命令：查看文件名对应的inode号码

[root@localhost opt]# ls -i test/
34964204 test01.txt
[root@localhost opt]#

stat命令：查看文件inode信息中的inode号码

[root@localhost opt]# stat test/test01.txt 
  文件："test/test01.txt"
  大小：13         块：8          IO 块：4096   普通文件
设备：802h/2050d   Inode：34964204    硬链接：1
权限：(0644/-rw-r--r--)  Uid：(    0/    root)   Gid：(    0/    root)
环境：unconfined_u:object_r:usr_t:s0
最近访问：2019-08-28 11:39:34.875003185 +0800
最近更改：2019-08-28 11:39:20.023004045 +0800
最近改动：2019-08-28 11:39:20.023004045 +0800
创建时间：-
[root@localhost opt]# 

4.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，在格式化文件系统时会确定inode的总数。

df -i命令：查看每个硬盘分区的inode总数和已使用数量

[root@localhost opt]# df -i
文件系统          Inode        已用(I)        可用(I)       已用(I)% 挂载点
/dev/sda2      10485760  121223   10364537          2% /
devtmpfs         229705     368          229337           1% /dev
tmpfs            233378        1                233377         1% /dev/shm
tmpfs            233378         599           232779       1% /run
tmpfs            233378        16             233362         1% /sys/fs/cgroup
/dev/sda5     5241856     144          5241712       1% /home
/dev/sda1     3145728     328          3145400       1% /boot
tmpfs            233378         6             233372         1% /run/user/42
tmpfs            233378         20           233358         1% /run/user/0
[root@localhost opt]# 

5.inode的特殊作用

当我们删除文件的文件名中包含有无法用键盘敲出的特殊字符，就导致我们无法删除文件。此时我们可以直接通过inode来删除文件。

二、硬链接与软链接

在linux系统中有种文件是链接文件，可以为解决文件的共享使用。链接的方式可以分为两种，一种是硬链接（Hard Link），另一种是软链接或者也称为符号链接（Symbolic Link）。

在Linux系统中，多个文件名指向同一个inode，一般这种链接就称为硬链接。硬链接的作用之一是允许一个文件拥有多个有效路径名，这样用户就可以建立硬链接到重要的文件，以防止误删重要文件，不过硬链接只能在同一文件系统中的文件之间进行链接，而且不能对目录进行创建。文件名其实就相当于硬链接，当我们给文件建立了硬链接后，再去删除它的源文件，就相当于删除了其中一个硬链接。但它的元信息和数据任然在inode与block中存储着。当最后一个硬链接被删除后，它的元信息和数据任然在，但是系统会将它的inode号码释放到号码池，当有一个新文件获取了这个inode号码后，它的元信息和数据才会被覆盖。

软链接，其实与windows系统中的快捷方式很相似，与硬链接不同，软链接就是一个普通文件，只是数据块内容有点特殊，文件用户数据块中存放的内容是另一文件的路径名的指向，通过这个方式可以快速定位到软连接所指向的源文件实体。软链接可对文件或目录创建，当源文件被删除后，软链接也就失效了。

ln命令：创建硬链接。

[root@localhost test]# ls
test01.txt
[root@localhost test]# ls -l
总用量 4
-rw-r--r--. 1 root root 13 8月  28 11:39 test01.txt
[root@localhost test]# ln test01.txt t01.txt
[root@localhost test]# ls -i
34964204 t01.txt  34964204 test01.txt
[root@localhost test]# ls -l
总用量 8
-rw-r--r--. 2 root root 13 8月  28 11:39 t01.txt
-rw-r--r--. 2 root root 13 8月  28 11:39 test01.txt
[root@localhost test]#

我们可以看到，文件和它的硬链接的inode号码是相同的，所以无论我们用哪个打开它的内容都是相同的。

ln -s命令：创建软链接

[root@localhost test]# ls
test01.txt
[root@localhost test]# ln -s test01.txt t01.txt
[root@localhost test]# ls
t01.txt  test01.txt
[root@localhost test]#

file命令：查看文件类型

[root@localhost test]# file test01.txt 
test01.txt: ASCII text
[root@localhost test]# cd ../
[root@localhost opt]# file test/
test/: directory
[root@localhost opt]# 

三、恢复误删文件

1.恢复Linux6版本的EXT4类型的文件

安装extundelete软件包，先安装它的依赖包。

输入：cd /mnt/Packages/
输入：rpm -ivh e2fsprogs-libs-1.41.12-18.el6.x86_64.rpm
输入：rpm -ivh e2fsprogs-devel-1.41.12-18.el6.x86_64.rpm
输入：rpm -ivh libcom_err-devel-1.41.12-18.el6.x86_64.rpm
输入：rpm -ivh e2fsprogs-devel-1.41.12-18.el6.x86_64.rpm

我们先新建一个目录，再将我们本地的工具包挂载到目录中。

输入：mkdir /extundel
输入：mount.cifs //192.168.100.50/share/ /extundel/
输入：df -h

将挂载过来的工具压缩包解压到“/opt/”目录中

输入：cd /extundel/
输入：tar jxvf extundelete-0.2.4.tar.bz2 -C /opt/

用“cd”命令进入“/opt/extundelete-0.2.4/”目录，安装编译器，因为现在的源码包是用C语言写的，不能直接用。

输入：cd /opt/extundelete-0.2.4/
输入：yum install gcc gcc-c++ -y

编译安装extundelete工具。

输入：./configure
输入：make
输入：make install

添加一块磁盘，对磁盘进行配置，配置完后，将磁盘分区格式化，文件格式为ext4，再创建一个目录“/data/”，并将磁盘分区挂载到目录下。

进入到“/data/”目录，创建三个文件a、b、c。然后再将三个文件删除，模拟文件误删。

我们先返回宿主目录，然后将sdb1解挂载。然后用“extundelete /dev/sdb1 --restore-all”来恢复删除的所有文件。注意：当你误删文件后，第一时间一定要将设备解挂载，因为如果有新的文件将删除的文件inode号给占用了就无法恢复了。（工作环境中一定要注意备份）

我们用“cd”命令进入到“RECOVERED_FILES/”目录中就能看到恢复的文件了。

2.恢复Linux7版本中的XFS类型文件。

xfsdump命令：备份系统文件

格式：xfsdump -f 备份存放位置 要备份的路径或设备文件
常用选项：

-f：-------------------指定备份文件位置
-L：------------------指定备份会话标签（免交互）
-M：-----------------指定设备标签（免交互）
-s：------------------备份指定的文件，使用相对路径，相对于备份的文件系统路径

xfsrestore命令：恢复备份的系统文件

格式：xfsrestore -f 恢复文件的位置 存放恢复后文件的位置

常用选项：

-f：-----------------------指定备份文件位置
-s：----------------------恢复指定文件恢复
-t：-----------------------查看文件的内容及详细信息

首先添加一块硬盘，然后对其进行配置分区，再格式化将文件类型格式化为xfs格式，挂载到新建的目录“/data/”下。

复制passwd文件到“/data/”目录下，然后在“/data/”目录里新建一个“test”目录，并在目录里创建一个空文件。

退出“/data/”目录，然后将sdb1分区的文件备份到“/opt/”目录下，命名为“xfs_dump”

[root@localhost ~]# xfsdump -f /opt/xfs_dump /dev/sdb1                //备份命令
                                  ..................................                                           //省略部分
please enter label for this dump session (timeout in 300 sec)
 -> xfs_dump                                                                                       //输入备份后文件名
session label entered: "xfs_dump"
                                  .....................................                                     //省略部分
please enter label for media in drive 0 (timeout in 300 sec)
 -> sdb1                                                                                            //输入备份分区
media label entered: "sdb1"
                                   .........................................                           //省略部分
xfsdump: Dump Status: SUCCESS

删除“/data/”目录下的所有文件，模拟文件误删。

删除完毕我们通过xfsrestore命令将文件恢复到“/data/”目录中去。

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