4 утилиты для устранения проблем файловых систем EXT2, EXT3 и EXT4 в Linux
Оригинал: 4 Tools to Manage EXT2, EXT3 and EXT4 Health in Linux
Автор: Aaron Kili
Дата публикации: 6 ноября 2017 года
Перевод: А. Кривошей
Дата перевода: январь 2018 г.
Файловая система — это структура данных, которая контролиролирует процесс хранения, чтения и записи данных в компьютерной системе. Файловая система также может рассматриваться как физический (или расширенный) раздел на диске. Если он не обслуживается должным образом, это может привести к повреждению или полной потере данных.
Определенные факторы могут привести к ошибкам работы файловой системы: сбои в работе операционной системы, сбои в работе оборудования или программного обеспечения, неисправные драйверы и программы, неправильная настройка, «жесткая» перегрузка и другие экзотические причины. Любая из этих проблем может привести к тому, что Linux не будет правильно монтировать (или отмонтировать) файловую систему, что приведет к сбою в работе системы.
Кроме того, загрузка компьютера с поврежденной файловой системой может привести к возникновению других ошибок в компонентах операционной системы или в пользовательских приложениях, которые могут перерасти в серьезную потерю данных. Чтобы избежать повреждения файловой системы, необходимо следить за ее здоровьем.
В этой статье мы рассмотрим инструменты для мониторинга и поддержания работоспособности файловых систем ext2, ext3 и ext4. Все описанные здесь утилиты требуют привилегий пользователя root, поэтому для их запуска используйте команду sudo.
Как просмотреть информацию о файловой системе EXT2/EXT3/EXT4
dumpe2fs — утилита командной строки, используемая для вывода данных о файловой системе ext2/ext3/ ext4, она отображает информацию о суперблоке и блоках для файловой системы на устройстве.
Перед запуском dumpe2fs обязательно запустите команду df -hT, чтобы узнать имена устройств файловой системы.
Для просмотра блоков, помеченных в файловой системе как плохие, используйте флаг -b:
Проверка файловых систем EXT2/EXT3/EXT4 на наличие ошибок
e2fsck используется для проверки файловых систем ext2/ext3/ext4 на наличие ошибок, а fsck проверяет и может при необходимости исправлять ошибки файловой системы Linux. Она, в основном, представляет собой интерфейс для утилит, проверяющих различные файловой системы, используемые в Linux (fsck.fstype, например fsck.ext3, fsck.sfx и т. д.).
Помните, что при загрузке системы Linux автоматически запускает e2fack/fsck на разделах, помеченных для проверки в конфигурационном файле /etc/fstab. Обычно это делается после того, как файловая система не была правильно отмонтирована.
Внимание: не запускайте e2fsck или fsck на смонтированных файловых системах, сначала отмонтируйте раздел, как показано ниже.
В качестве альтернативы вы можете включить подробный вывод с помощью ключа -V и указать тип файловой системы с помощью ключа -t:
Настройка файловых систем EXT2/EXT3/EXT4
В начале мы упоминали, что одной из причин повреждения файловой системы является ее неправильная настройка. Для изменения настраиваемых параметров файловых систем ext2/ext3 /ext4 вы можете использовать утилиту tune2fs , как описано ниже.
Чтобы просмотреть содержимое суперблока файловой системы, включая текущие значения параметров, используется параметр -l.
Далее, с помощью флага -c, вы можете установить количество монтирований, после которого файловая система будет проверена утилитой e2fsck. Приведенная ниже команда указывает системе запустить e2fsck на /dev/sda10 после каждых 4 монтирований.
Вы также можете задать время между двумя проверками файловой системы с помощью опции -i. Приведенная ниже команда устанавливает интервал между проверками файловой системы 2 дня.
Теперь, если вы запустите приведенную ниже команду, будет установлен интервал проверки файловой системы для /dev /sda10.
Для изменения параметров ведения журнала по умолчанию используется параметр -J. Этот параметр также имеет подпараметры: size = journal-size (устанавливает размер журнала), device = external-journal (указывает устройство, на котором он хранится) и location = journal-location (определяет местоположение журнала).
Обратите внимание, что для файловой системы можно задать только один из параметров: размер или устройство:
И последнее, но не менее важное: метку тома файловой системы можно задать с помощью опции -L, как показано ниже.
Отладка файловых систем EXT2/EXT3/EXT4
debugfs — простой, интерактивный консольный отладчик файловой системы ext2/ext3/ext4. Он позволяет изменять параметры файловой системы в интерактивном режиме. Чтобы просмотреть его команды или запросы, введите «?».
По умолчанию файловая система должна быть открыта в режиме чтения-записи, для этого используется флаг -w. Чтобы открыть ее в аварийном режиме, используйте параметр -c.
Для определения фрагментации свободного пространства используется запрос freefrag:
Вы можете использовать также множество других запросов, таких как создание или удаление файлов или каталогов, изменение текущего рабочего каталога и многое другое, просто почитайте краткое описание запросов. Для закрытия debugfs введите запрос q.
Другие статьи о мониторинге и обслуживании файловых систем в Linux:
Проверка и восстановление файловых систем в Linux- команда fsck
Иногда по разным причинам (в результате сбоя, некорректного завершения работы) файловые системы накапливают ошибки. Сами ошибки представляют собой «рассогласованные» структуры данных. Естественно, при возникновении такой ситуации необходимо как можно скорее привести повреждённую файловую систему в порядок. С этой задачей отлично справляется утилита fsck. Она действительно очень эффективна и системные администраторы очень часто в первую очередь используют именно ее для восстановления или починки файловых систем.
Как работает fsck?
Утилита fsck (File System Consistency Check) изначально глубоко проверяла все структуры данных подряд, т. е. целиком всю файловую систему. Для поиска ошибок она задействовала методы эвристического анализа для ускорения и оптимизации процесса поиска ошибок. Однако, даже в этом случае для больших по объёму файловых систем эта процедура могла занимать много часов.
Позднее была реализована схема оценки состояния файловой системы, в основе которой лежит признак «чистого бита файловой системы». Если происходил сбой и файловая система (ФС) некорректно демонтировалась, то в суперблоке ФС устанавливался этот бит. По-умолчанию в Linux-системах на одном из этапов загрузки системы происходит проверка файловых систем, которые зарегистрированы в файлах /etc/fstab, /etc/vfstab, а также в /etc/filesystems. Таким образом, анализируя «чистый бит» ФС во время загрузки системы утилита определяет, стоит ли проводить проверку.
Журналируемые ФС в настоящее время позволяют утилите работать только с теми структурами данных, которым действительно необходима починка или восстановление. При необходимости fsck может восстановить всю ФС целиком благодаря всё тем же журналам ФС.
Некоторые особенности использования fsck в Linux
Для Linux-систем довольно часто (в особенности с использованием ФС ext) проверка ФС может быть организована таким образом, что она будет проводиться при прошествии некоторого числа демонтирований, даже если ФС полностью исправны. Это особенно актуально для настольных компьютеров, которые могут выключаться/включаться каждые сутки, перезагружаться в связи с особенностью их работы и применения, а также из-за свободного к ним доступа для подключения внешних устройств. В таких случаях проверка ФС (хоть и является полезной и благоприятной процедурой), оказывается слишком частой, а потому бессмысленной.
По-умолчанию в Linux проверка ФС проводится по прошествии 20 демонтирований. Для того, чтобы изменить количество демонтирований, после которых нужна проверка ФС нужно воспользоваться командой tune2fs:
Синтаксис и основные опции fsck
У команды fsck следующий синтаксис:
| Опция | Описание |
| -A | Проверяет все ФС |
| -С [ ] | Показывает статус выполнения. Здесь fd – дескриптор файла при отображении через графический интерфейс |
| -l | Блокирует устройство для исключительного доступа |
| -M | Запрещает проверять примонтированные ФС |
| -N | Показывает имитацию выполнения, без запуска реальной проверки |
| -P | Проверять вместе с корневой ФС |
| -R | Пропускает проверку корневой ФС. Может использоваться только совместно с опцией -A |
| -r [ ] | Выводит статистику для каждого проверенного устройства |
| -T | Не показывать заголовок при запуске |
| -t | Задаёт ФС для проверки. Можно задавать несколько ФС, перечисляя через запятую |
| -V | Выводит подробное описание выполняемых действий |
Кроме основных опций для fsck существуют и специфические, зависящие от выполняемой задачи и/или ФС. Об этом более подробно можно прочитать в соответствующих страницах интерактивного руководства, используя команду man fsck. В содержании основного руководства для утилиты (в разделе «SEE ALSO») есть ссылки на другие страницы, например fstab(5), mkfs(8), fsck.ext2(8), fsck.ext3(8) и т. д. Информацию по этим ссылкам можно просматривать выполняя команду man с соответствующими параметрами, например man fsck.ext3.
В следующей таблице приводятся дополнительные (специальные), а также наиболее часто используемые опции, позволяющие использовать команду с максимальной гибкостью и эффективностью:
| Опция | Описание |
| -a | Устаревшая опция. Указывает исправлять все найденные ошибки без одобрения пользователя. |
| -r | Применяется для файловых систем ext. Указывает fsck спрашивать пользователя перед исправлением каждой ошибки |
| -n | Выполняет только проверку ФС, без исправления ошибок. Используется также для получения информации о ФС |
| -c | Применяется для файловых систем ext3/4. Помечает все повреждённые блоки для исключения последующей записи в них |
| -f | Принудительно проверяет ФС, даже если ФС исправна |
| -y | Автоматически подтверждает запросы к пользователю |
| -b | Задаёт адрес суперблока |
| -p | Автоматически исправлять найденные ошибки. Заменяет устаревшую опцию -a |
Примеры использования fsck
Для самой типичной ситуации, характерной для случаев, когда нужно восстановить (а точнее «починить») ФС, например на устройстве /dev/sdb2, следует воспользоваться командой:
Здесь опция -y необходима, т. к. при её отсутствии придётся слишком часто давать подтверждение. Следующая команда позволит произвести принудительную проверку ФС, даже в том случае, если она исправна:
Одной из самых полезных является опция, позволяющая помечать повреждённые сектора и эта же опция используется чаще всего. Обычно такие ситуации (с повреждёнными секторами) возникают после сбоев, вызванных нештатным отключением электропитания:
Работу файловыми системами нужно проводить, когда они отмонтированны от разделов. Однако, если возникает ситуация, когда нужно всё же произвести проверку на примонтированных ФС, то перед тем как использовать команду fsck с соответствующей опцией, нужно сначала перемонтировать нужную ФС в режиме «только для чтения»:
Для указания, какую ФС использовать для раздела:
Если fsck не справляется с исправлением/починкой ФС (что случается очень редко), то это может быть из-за повреждённого суперблока ФС. Его также можно восстановить, поскольку для суперблоков создаются их резервные копии. Но сначала нужно узнать, по каким адресам эти копии записывались, а затем попытаться восстановить суперблок из одной их резервных копий:
Команда fdisk -l упомянута в данном примере для наглядности того, что сначала нужно представлять, с каким устройством работать, т. к. она выводит список (в данном выводе опущен) доступных разделов. Команда mkfs предназначена для создания ФС, но с опцией -n её можно использовать для получения информации о ФС, в том числе и о расположении суперблоков. Следует следить за тем, чтобы ключом -t для mkfs задавалась соответствующая фактическому состоянию файловая система, в данном случае ext4.
Заключение
В данной статье мы рассмотрели работу и использование утилиты fsck. Как видно из статьи использование утилиты не предоставляет большой сложности. А возможности по проверки и восстановлению файловых систем в Linux у нее довольно большие, поэтому знание этой утилиты системному администратору просто необходимы.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.