UNIX系统管理－第九章：修复文件系统..doc
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2022-06-26
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UNIX 系统管理－第九章：修复文件系统
目标
完成这一章，你将能做以下事情:
理解文件系统是如何进行更新操作的
理解 sync 是如何预防文件系统错误
列出文件系统错误的三个原因
使用 fsck 检查和修补文件系统
文件系统的维护
日常的维护
－检查文件系统的一致性
－执行文件系统备份
－监控磁盘的使用情况
系统管理员的一个主要的职责就是保护用户的数据的安全。由于 UNIX 中数据通过文件系
统的方式存储，系统会强制性检查文件系统的存储环境是否出现问题。文件系统的完整性
十分重要，系统管理员可以做许多工作来保护文件系统的完整性。
这一章，我们会学习如何使用 fsck 工具来检查和维护文件系统的完整性。在开始之前，我
们需要了解文件系统的更新是如何发生的。
文件系统的更新
当一个文件系统装载后，它的超级块被拷贝到内存中。当拷贝完成之后，文件系统的标记
被置为“dirty”。所有的对超级块的更改首先要去更改这个拷贝。当一个 SYNC 的系统调用
使用的时候，磁盘上的拷贝才会被更新。当一个文件系统被卸载的时候，所有的在内存中
的数据会被写回到磁盘上，文件系统的标记被置为“clean"。
所有的对 metadata 进行的修改首先是修改其在内存中的拷贝，然后才会被写到磁盘上去。
一些 metadata 的修改是立即写到磁盘上，其它的则是在调用 sync 的时候才会被写到磁盘上。
举一个例子：rm myfile 命令会引起以下的一些改变：
1.myfile 的目录的条目被清除。
2.用来描述 myfile 的 inode 被释放
3.用来索引剩余数据块和剩余 inode 的映射图被更新
4.超级块中的剩余数据块的数量和 inode 的数量被更新
不幸的是，不是所有的 metadata 数据都是连续地存储在磁盘上的，所以它会进行一系列的
写操作来完成这些处理过程，如果在进行这些过程中系统突然崩溃，就会使 metadata 数据
产生不一致。例如：如果 myfile 的目录条目已经被清除，但是 inode 还没有被释放，结果
就是一个 inode 有一个链接，但是并没有目录 结构指向这个 inode。这 就是不一致的
metadata。
内存缓冲区
用户写数据的时候，实际上并不立即发生写磁盘的动作，数据会被拷贝到一个内存的缓冲
区里。这个操作非常快，数据同 inode 信息一起，会在以后的一些时间被写到磁盘上，通
常是在缓冲区满的时候和新需要清除一下缓冲空间的时候。如果系统在还没有将缓冲区中
的信息写到磁盘上去之前，系统关闭。文件系统的一致性就会被破坏。如果你察觉文件系
统已经被破坏，你应该停止当前的工作。
使用缓冲区的优点和缺点:
使用缓冲区可以对磁盘进行均匀的存取，因为内核不需要知道磁盘 I/O 的产生的原因，内
核只会将缓冲区中的数据写到磁盘，而不用去关心缓冲区数据的组成。从磁盘 I/O 的观点
来看，使用缓冲区，系统的设计会更简单。
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