雲端計算學習路線教程大綱課件：EXT2/3/4檔案系統

雲端計算學習路線教程大綱課件：EXT2/3/4檔案系統：

索引式檔案系統

====================================================================================

Ext3/Ext4檔案系統基本結構

• superblock：記錄此檔案系統的整體資訊，包括inode/block的總量、使用量、剩餘量，以及檔案系統的格式等；

• inode：記錄檔案的屬性（檔案的後設資料metadata），一個檔案佔用一個inode，同時記錄此檔案資料所在的block number；

• block：實際儲存檔案的內容，若檔案太大時，會佔用多個block。

Superblock 沒有Superblock ，就沒有filesystem

• block 與 inode 的總量；

• 未使用與已使用的 inode / block 數量；

• block 與 inode 的大小 (block 為 1, 2, 4K，inode 為 128bytes 或 256bytes)；

• filesystem 的掛載時間、最近一次寫入資料的時間、最近一次檢查 (fsck) 的時間等檔案系統相關資訊；

• 每個block group 都可能含有 superblock，這樣可以進行用於 superblock 的修復；

inode table: 儲存檔案的後設資料

• 檔案的許可權(read/write/excute)；

• 檔案的屬主/屬組(owner/group)；

• 檔案的大小；

• 檔案的(ctime)；

• 檔案的(atime)；

• 檔案的(mtime)；

• 記錄檔案內容所在的block number (pointer)；

data block: 儲存檔案的實際資料

檢視檔案系統的資訊

dumpe2fs

[root@tianyun ~]# dumpe2fs /dev/sda2

tune2fs

[root@tianyun ~]# tune2fs -l /dev/sda3

tune2fs 1.39 (29-May-2006)

Filesystem volume name: yang

Last mounted on: <not available>

Filesystem UUID: 28459f88-87dc-4624-94a7-07b0f3eb2420

Filesystem magic number: 0xEF53

Filesystem revision #: 1 (dynamic)

Filesystem features: has_journal ext_attr resize_inode dir_index filetype needs_recovery sparse_super

Default mount options: (none)

Filesystem state: clean

Errors behavior: Continue

Filesystem OS type: Linux

Inode count: 48960

Block count: 195312

Reserved block count: 9765

Free blocks: 183410

Free inodes: 48946

First block: 1

Block size: 1024

First inode: 11

Inode size: 128

Journal inode: 8

EXT2/EXT3/EXT4 日誌式檔案系統

新建一個檔案的過程：

1. 先確定使用者對於想新建立檔案目錄是否具有 w 與 x 的許可權；

2. 根據 inode bitmap 找到沒有使用的 inode 號碼，並將檔案的許可權和屬性寫入；

3. 根據 block bitmap 找到沒有使用的 block號碼，將檔案的實際資料寫入 block 中，且更新 inode 的 block 指向資訊；

4. 將剛剛寫入的 inode 與 block 資訊同步更新 inode bitmap 與 block bitmap，並更新 superblock 的內容。

• 檔案的不一致 (Inconsistent) 狀態

例如突然斷電、kernel發生錯誤等。這樣可能寫入的資訊僅有 inode table 及 data block 而已，最後一個同步更新的步

驟並沒有做完，此時就會發生 metadata 的內容與實際資訊產生不一致 (Inconsistent) 的情況。

• 日誌式檔案系統 (Journaling filesystem)

1. 準備：當系統要寫入一個檔案時，會先在日誌區記錄某個檔案準備寫入的資訊；

2. 實際寫入：寫入檔案的許可權與資料，更新 metadata 的資訊；

3. 結束：完成資料與 metadata 的更新後，在日誌記錄區塊中完成檔案的記錄。

修復檔案系統 fsck,e2fsck -fy

案例1： 系統無法啟動

案例二：Read-only file system

如果執行中的伺服器的某一個分割槽出現readonly，導致程式無法寫這個分割槽（比如nginx程式無法寫日誌檔案到此分割槽，

手動測試touch到此分割槽也顯示：cannot touch ‘xxxxx’:Read-only file system）,該怎麼辦？

解決：磁碟read-only的原因一般有2種，一種是沒有正常關機導致，還有一種是硬碟故障導致。

如果是/分割槽，這種情況只能下線報修磁碟了。

如果是其它分割槽，則可以嘗試三步解決此問題:

1. 先取消掛載此分割槽

2. 再fsck.ext4 -fy /dev/sdb1

3. 最後掛載此分割槽，檢查是否可以正常讀寫。

如果仍舊不可以正常讀寫，請報修磁碟。

注：以上操作過程，請保證伺服器不線上上提供服務。

案例三：修復superblock

找到備份的superblock

[root@tianyun ~]# dumpe2fs -h /dev/datavg/lv1 |grep 'Blocks per group'

dumpe2fs 1.42.9 (28-Dec-2013)

Blocks per group: 8192

利用備份的 superblock恢復superblock

[root@tianyun ~]# fsck.ext4 -b 8192 /dev/datavg/lv1