EXT2/3/4文件系统

全称Linux extended file system, extfs，即Linux扩展文件系统，Ext2就代表第二代文件扩展系统，Ext3/Ext4以此类推，它们都是Ext2的升级版，只不过为了快速恢复文件系统，减少一致性检查的时间，增加了日志功能，所以Ext2被称为索引式文件系统，而Ext3/Ext4被称为日志式文件系统。

索引式文件系统
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　　Ext3/Ext4文件系统基本结构



　　• superblock：记录此文件系统的整体信息，包括inode/block的总量、使用量、剩余量，以及文件系统的格式等;
　　• inode：记录文件的属性(文件的元数据metadata)，一个文件占用一个inode，同时记录此文件数据所在的block number;
　　• block：实际存储文件的內容，若文件太大时，会占用多个block。
文件名存在于上级目录的data block 中
　　Superblock 沒有Superblock ，就沒有filesystem
　　• block 与 inode 的总量;
　　• 未使用与已使用的 inode / block 数量;
　　• block 与 inode 的大小 (block 为 1, 2, 4K，inode 为 128bytes 或 256bytes);
　　• filesystem 的挂载时间、最近一次写入数据的时间、最近一次检查 (fsck) 的时间等文件系统相关信息;
　　• 每个block group 都可能含有 superblock，这样可以进行用于 superblock 的修复;
　　inode table: 存储文件的元数据
　　• 文件的权限(read/write/excute);
　　• 文件的属主/属组(owner/group);
　　• 文件的大小;
　　• 文件的(ctime);
　　• 文件的(atime);
　　• 文件的(mtime);
　　• 记录文件内容所在的block number (pointer);
　　data block: 存储文件的实际数据
　　查看文件系统的信息
　　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:
　　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 日志式文件系統**<br />    　　新建一个文件的过程：<br />    　　1. 先确定使用者对于想新创建文件目录是否具有 w 与 x 的权限;<br />    　　2. 根据 inode bitmap 找到沒有使用的 inode 号码，并将文件的权限和属性写入;<br />    　　3. 根据 block bitmap 找到沒有使用的 block号码，将文件的实际数据写入 block 中，且更新 inode 的 block  指向信息;<br />    　　4. 将刚刚写入的 inode 与 block 信息同步更新 inode bitmap 与 block bitmap，并更新 superblock  的內容。
　　• 文件的不一致 (Inconsistent) 状态<br />    　　例如突然断电、kernel发生错误等。这样可能写入的信息仅有 inode table 及 data block 而已，最后一个同步更新的步<br />    　　骤并沒有做完，此时就会发生 metadata 的內容与实际信息产生不一致 (Inconsistent) 的情況。
　　• 日志式文件系统 (Journaling filesystem)<br />    　　1. 准备：当系统要写入一个文件时，会先在日志区记录某个文件准备写入的信息;<br />    　　2. 实际写入：写入文件的权限与数据，更新 metadata 的信息;<br />    　　3. 结束：完成数据与 metadata 的更新后，在日志记录区块中完成文件的记录。<br />    ![](https://cdn.nlark.com/yuque/0/2020/png/1692564/1598628433961-35b702f6-ecd2-484b-a155-cc77ba4f2a7c.png#align=left&display=inline&height=366&margin=%5Bobject%20Object%5D&originHeight=366&originWidth=800&size=0&status=done&style=none&width=800)
**　　修复文件系统 fsck,e2fsck -fy**<br />    **　　案例1： 系统无法启动**<br />    ![](https://cdn.nlark.com/yuque/0/2020/png/1692564/1598628433970-b5d96968-5f18-463b-9732-4829051ab8ea.png#align=left&display=inline&height=647&margin=%5Bobject%20Object%5D&originHeight=647&originWidth=794&size=0&status=done&style=none&width=794)<br />    ![](https://cdn.nlark.com/yuque/0/2020/png/1692564/1598628433959-301e7e21-1f81-43c2-ac83-111d52355cbb.png#align=left&display=inline&height=647&margin=%5Bobject%20Object%5D&originHeight=647&originWidth=794&size=0&status=done&style=none&width=794)<br />    **　　案例二：Read-only file system**<br />    　　如果运行中的服务器的某一个分区出现readonly，导致进程无法写这个分区(比如nginx进程无法写日志文件到此分区，<br />    　　手动测试touch文件到此分区也显示：cannot touch ‘xxxxx’:Read-only file system),该怎么办?<br />    　　解决：磁盘read-only的原因一般有2种，一种是没有正常关机导致，还有一种是硬盘故障导致。<br />    　　如果是/分区，这种情况只能下线报修磁盘了。<br />    　　如果是其它分区，则可以尝试三步解决此问题:<br />    　　1. 先取消挂载此分区<br />    　　2. 再fsck.ext4 -fy /dev/sdb1<br />    　　3. 最后挂载此分区，检查是否可以正常读写。<br />    　　如果仍旧不可以正常读写，请报修磁盘。<br />    　　注：以上操作过程，请保证服务器不在线上提供服务。
　　案例三：修复superblock<br />    　　找到备份的superblock<br />    　　[root@tianyun ~]# dumpe2fs -h /dev/datavg/lv1 |grep 'Blocks per group'<br />    　　dumpe2fs 1.42.9 (28-Dec-2013)<br />    　　Blocks per group: 8192<br />    　　利用备份的 superblock恢复superblock<br />    　　[root@tianyun ~]# fsck.ext4 -b 8192 /dev/datavg/lv1