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linux文件系统与日志分析

feizirui 2023-03-28 原文

一、inode结构

1.1inode与block

(1)文件的概述

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

(2)block:(块)的概念
连续的八个扇区组成一个block(4k);
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

(3)inode:(索引节点)的概念
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
中文译名为“索引节点”,也叫i节点;
用于存储文件元信息
inode不包含文件名。文件名是存放在目录当中的

(4)inode和block的关系

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
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

查看文件名对应的inode号码的方式:
查看文件名对应的inode号码:ls -i 文件名
查看文件信息中的inode号码:stat 文件名

(5)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

(6)用户通过文件名打开文件时,系统内部的过程
系统找到这个文件名对应的inode号码
通过inode号码, 获取inode信息
根据inode信息,找到文件数据所在的block,读出数据

 (7)硬盘分区后的结构

(8)访问文件的简单流程

(9)indo号
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

inode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:
  • 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;
  • 移动文件或重命名文件,只是改变文件名,不影响inode 号,但是复制的话,会生成一个新的inode号
  • 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。
  • 文件数据被修改保存后,会生成一个新的inode 号码

删除inode号方法:

方法一:[root@localhost /data]#find -inum 102440737 -exec rm {} \;
方法二:[root@localhost /data]#find -inum 102440739 -delete

find命令详解:find pathname -option [-print ] [ -exec | -ok command ] {} ;
命令参数:
pathname:find命令所查找的目录路径。例如用.来表示当前目录,用/来表示系统根目录。
-print:find命令将匹配的文件输出到标准输出。
-exec:find命令对匹配的文件执行该参数所给出的shell命令。相应命令的形式为command { } ;,注意{ }和\;之间的空格。
-ok:和-exec的作用相同,只不过以一种更为安全的模式来执行该参数所给出的shell命令,在执行每一个命令之前,都会给出提示,让用户来确定是否执行。

1.2inode节点耗尽故障处理

inode也会消耗硬盘空间,当inode的空间消耗完以后,即使硬盘还有空间,也无法使用。解决方法:如果是逻辑卷,扩容;如果不是,删除没有用的文件。

 模拟inode号被占满实验代码:
1
[root@localhost ~]#fdisk /dev/sdb 2 [root@localhost ~]#mkfs.ext4 /dev/sdb1 3 [root@localhost ~]#mount /dev/sdb1 /data 4 [root@localhost ~]#df -Th 5 [root@localhost ~]#cd /data 6 [root@localhost /data]#ls 7 [root@localhost /data]#df -i 8 [root@localhost /data]#touch {1..2550}.txt 9 [root@localhost /data]#df -i 10 [root@localhost /data]#touch feizirui.txt 11 [root@localhost /data]#rm -rf *.txt 12 [root@localhost /data]#touch feizirui.txt 13 [root@localhost /data]#ls

二、日志

内核及系统日志由系统服务 rsyslog 统一管理,根据其主配置文件 /etc/rsyslog.conf
Linux 操作系统本身和大部分服务器程序的日志文件都默认放在目录/var/log/下

2.1常见的一些日志文件

2.2系统日志介绍

(1)sysklogd系统日志服务:CentOS 5 之前版本采用的日志管理系统服务

  • syslogd: system application 记录应用日志
  • klogd: linux kernel 记录内核日志

事件记录格式:

  • 日期时间 主机 进程[pid]:事件内容
  • C/S架构:通过TCP或UDP协议的服务完成日志记录传送,将分布在不同主机的日志实现集中管理

(2)rsyslog系统日志服务:CentOS 6以后版本的系统管理服务(官网:http://www.rsyslog.com/)

  • 它提供了高性能,出色的安全性和模块化设计。虽然rsyslog最初是常规的syslogd,但是它能够接受来自各种来源的输入,并将其转换,然后输出到不同的目的地。
  • 当应用有限的处理时,rsyslog每秒可以将超过一百万的消息传递到本地目的地。即使在远程的目的地和更精细的处理中,性能通常也被认为是惊人的。

rsyslog 特性:

  • 多线程
  • 支持UDP, TCP, SSL, TLS, RELP
  • 支持MySQL, PGSQL, Oracle实现日志存储
  • 强大的过滤器,可实现过滤记录日志信息中任意部分
  • 自定义输出格式 可以日志
  • 适用于企业级

(3)ELK:由Elasticsearch, Logstash, Kibana三个软件组成

  • 非关系型分布式数据库基于apache软件基金会jakarta项目组的项目lucene
  • Elasticsearch是个开源分布式搜索引擎,可以处理大规模日志数据,比如:Nginx、Tomcat、系统日志等功能
  • Logstash对日志进行收集、分析,过滤,并将其存储供以后使用
  • Kibana 可以提供的日志分析友好的 Web 界面

2.3rsyslog管理(配置文件:/etc/rsyslog.conf;/etc/rsyslog.d/*.conf)

(1)facility(设施):从功能或程序上对日志进行归类

  • 内置分类:auth(验证), authpriv, cron(定时任务), daemon,ftp,kern, lpr, mail, news, security(auth), user, uucp, syslog
  • 自定义的分类:local0-local7

(2)Priority 优先级别,从低到高排序

(3)查看帮助: man 3 syslog,man logger

实验1:将ssh服务日志单独设置(优点:压缩功能传输快;密文传输)

实验环境:
第一部分:CentOS7.4-1终端1:实时查看日志变化
[root@localhost ~]#tail -f /var/log/secure 

第二部分:CentOS7.4-1终端2:修改配置文件,重启服务
[root@localhost ~]#vim /etc/ssh/sshd_config
33行添加:SyslogFacility LOCAL6
[root@localhost /opt]#vim /etc/rsyslog.conf
74行添加:local6.*                                                /opt/ssh.log

第三部分:[root@localhost /opt]#systemctl restart rsyslog.service sshd
CentOS7.4-2终端:测试ssh远程登录CentOS7.4-1机器
[root@localhost ~]#ssh 192.168.10.10

实验2:网络日志(远程日志功能)

实验环境:
实验目的:将CentOS7.4-1的日志导入到CentOS7.4-2中
CentOS7.4-1终端:修改配置文件,重启服务,测试

[root@localhost ~]#vim /etc/rsyslog.conf 
步骤1:打开15,16行
#15 $ModLoad imudp
#16 $UDPServerRun 514
步骤2:复制54行                                                                改成要导入到底服务器ip地址
55 *.info;mail.none;authpriv.none;cron.none                @@192.168.10.20
[root@localhost ~]#systemctl restart rsyslog.service
[root@feizirui ~]#logger "###########你真棒,你真是个小天才!#############"
[root@feizirui ~]#cat /var/log/messages

CentOS7.4-2终端:作为主服务器,修改配置文件,重启服务
[root@localhost ~]#vim /etc/rsyslog.conf 
打开15,16行
#15 $ModLoad imudp
#16 $UDPServerRun 514
[root@localhost ~]#systemctl restart rsyslog.service
[root@localhost ~]#ss -ntap |grep 514

将要导入到服务器的配置文件

导入的服务器配置文件:

2.4日志管理根据journalctl

CentOS 7以后版,利用Systemd统一管理所有Unit的启动日志。带来的好处就是,可以只用journalctl一个命令,查看所有日志(内核日志和应用日志)。

2.5网络文件共享服务(ftp续)

两种模式:从服务器角度
(1)主动(PORT style):服务器主动连接

  • 命令:客户端:随机port ---->服务器:21/tcp
  • 数据:客户端:随机port <----服务器:20/tcp

(2)被动(PASV style):客户端主动连接

  • 命令:客户端:随机port <----服务器:21/tcp
  • 数据:客户端:随机port ---->服务器:随机port /tcp

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