Linux文件系统、磁盘IO是怎么工作的


可以很肯定地说，find 命令是 Linux 系统管理人员必须熟知的操作之一。

让我们看一道题：

> 如果你的 Linux 服务器上有一个名为 logs 的目录，如何删除该目录下最后一次访问时间超过一年的日志文件呢？

如果你的 Linux 服务器上有一个名为 logs 的目录，如何删除该目录下最后一次访问时间超过一年的日志文件呢？

这种情况很常见，但令人惊讶的是，并非每个开发人员都能在面试中清楚地写出这个命令。

答案：首先我们需要使用 cd 命令进入对应的目录，然后，命令如下：

```
find . -type f -atime +365 -exec rm -rf {} \;
```

如果你还没有完全理解上面的命令，完全不用担心。本文将介绍find命令的 7 个实际用途，您最终会掌握它。如果您已经知道了，那么阅读这篇文章对您来说将是一个很好的回顾。

### 1、按名称或正则表达式查找文件

让我们从最简单的用法开始。要按特定名称搜索文件，命令如下：

```
find . -name test.txt
```

如何查找所有格式为 pdf 的书籍？使用正则表达式：

```
find ./yang/books -name "*.pdf"
```

默认情况下，find 命令会搜索常规文件，但最好进行指定（`-type f`）以使所有内容更清晰：

```
find ./yang/books -type f -name "*.pdf"
```

### 2、查找不同类型的文件

除了搜索常规文件外，我们还可以通过指定`-type`选项来搜索其他类型的文件。

例如目录：

```
find . -type d -name "yang*"
```

或者符号链接：

```
find . -type l -name "yang*"
```

### 3、按指定的时间戳查找文件

要按指定的时间戳搜索文件，我们需要知道 Linux 系统中的 3 个不同的时间戳：

- 访问时间戳（atime）：最后一次读取文件的时间。
- 修改时间戳 (mtime)：文件内容最后一次被修改的时间。
- 更改时间戳 (ctime)：上次更改文件元数据的时间（如，所有权、位置、文件类型和权限设置）

![图片](http://pic.nexopera.tech/62ce6d2d59024.jpeg)

所以，正如开头提到的面试题，要搜索`atime`超过一年的文件，我们可以编写如下命令：

```
find . -type f -atime +365
```

如果我们需要查找 mtime 正好是 5 天前的文件，请不要包含 +，因为它的意思是“大于”。

```
find . -type f -mtime 5
```

显然，+ 表示“大于”，- 表示“小于”。所以我们可以搜索 ctime 在 5~10 天前的文件：

```
find . -type f -ctime +5 -ctime -10
```

### 4、按大小查找文件

`-size`选项使我们能够按指定大小查找文件。我们可以将其计量单位指定为以下约定：

- b：512 字节块（默认）
- c：字节
- w：双字节字
- k：KB
- M：MB
- G：GB

类似于按时间戳查找文件，`+`表示“大于”，`-`表示“小于”。例如，要查找大小为 10 MB ~ 1 GB 的文件：

```
find . -type f -size +10M -size -1G
```

### 5、按权限查找文件

合理控制文件的权限是 Linux 管理员的一项重要任务。`find`命令的`-perm`选项可以帮助我们按指定权限查找文件：

```
find . -type f -perm 777
```

例如，上面的命令会搜索所有具有 777 权限的文件，这意味着一个文件对其持有者、组和所有用户具有所有的读、写和可执行权限。

### 6、按所有权查找文件

这个任务很简单。我们可以使用 -user 选项指定用户名。例如，以下命令将查找所有属于 yang 的文件：

```
find -type f -user yang
```

### 7、在找到文件后执行命令

在大多数情况下，我们希望在找到我们需要的文件后进行后续操作。例如将其删除，或检查它们的详细信息等等。`-exec`命令使这些所有事情变得更加容易。

现在，要了解如何使用它，让我们回到之前提到的面试问题：

```
find . -type f -atime +365 -exec rm -rf {} \;
```

上述命令在`-exec`选项后是`rm -rf`，其用于删除文件。`{}`是用于查找结果的占位符。

> 注意：占位符{}非常重要，尤其是在您想删除文件时。因为，如果您不使用它，该命令将对所有文件执行（而不是您刚刚通过 find 命令找到的文件）。

做一个尝试，请在终端上执行以下两个命令，并检查它们的结果有何不同：

一个使用占位符：

```
find . -type f -atime +5 -exec ls {} \;
```

另一个不使用：

```
find . -type f -atime +5 -exec ls \;
```

-exec 选项后面的命令必须以分号（;）结束。众所周知，转义字符用于去除单个字符的特殊含义。在 Linux 中，反斜杠\用作转义字符。所以我们将它用于分号字符。

### 总结

看完 find 命令的 7 种用法后，开始提到的面试题现在好像很容易解决了。你现在可以直接写下它的答案并将其解释清楚吗？

```
find . -type f -atime +365 -exec rm -rf {} \
```


Find 命令的7种用法


防火墙是可信和不可信网络之间的一道屏障，通常用在LAN和WAN之间。它通常放置在转发路径中，目的是让所有数据包都必须由防火墙检查，然后根据策略来决定是丢弃或允许这些数据包通过。例如：



![image-20230214101203607](http://pic.nexopera.tech/63eaedf4187c1.png)



如上图，LAN有一台主机和一台交换机SW1。在右侧，有一台路由器R1连接到运营商的路由器ISP1。防火墙位于两者之间,这样就可以保证LAN的安全。路由器是可选的，主要是取决于所连的WAN。例如，如果您的 ISP 提供电缆，那么您可能有一个带有以太网连接的电缆调制解调器，也可以直接连接到您的防火墙。当它是无线连接时，您可能需要那里的路由器进行连接。如果您需要配置（高级）路由，如 BGP，您就需要路由器。大多数防火墙支持一些基本路由选项：静态路由、默认路由，有时还支持 RIP、OSPF 或 EIGRP 等路由协议。

> 我们在这里谈论硬件防火墙。还有软件防火墙，例如 Microsoft Windows 预装的防火墙。它具有与我们的硬件防火墙类似的功能。

## 1、状态过滤

防火墙，如路由器，可以使用访问控制列表来检查源、目地址/端口号。然而，大多数路由器不会在过滤上花太多时间……当它们收到数据包时，就检查数据包的源目信息是否与访问控制列表中的条目匹配，如果匹配，它们会允许或丢弃该数据包。无论他们收到一个数据包还是数千个数据包，每个数据包都会单独处理，不进行跟踪之前是否检查过的数据包，这称为无状态过滤。

与之相反的就是，有状态过滤。防火墙会跟踪所有入向和出向的连接。例如：

- 局域网里有台电脑，作为邮箱客户端，通过互联网去访问邮箱服务器，邮箱客户端起初会进行TCP三次握手，经过防火墙，就知道它们的源目信息，防火墙会跟踪这些信息，当邮箱服务器要进行响应客户端的请求时，防火墙就会自动允许这部分的流量通过防火墙，最终到达客户端。
- 一个 Web 服务器位于防火墙后面，它是一个繁忙的服务器，平均每秒从不同的 IP 地址接受 20 个新的 TCP 连接。防火墙会跟踪所有连接，一旦发现每秒请求超过 10 个新 TCP 连接的源 IP 地址，它将丢弃来自该源 IP 地址的所有流量，防止 DoS（拒绝服务）。

## 2、数据包检测

大多数防火墙支持进行数据包（深度）检查。简单的访问控制列表仅能检查源、目标地址/端口，即 OSI 模型的第 3 层和第 4 层。数据包深度检查意味着防火墙可以检查 OSI 模型的第 7 层。这就意味着防火墙查看应用程序数据甚至负载：

![image-20230214101212383](http://pic.nexopera.tech/63eaedfcd0c42.png)

上面你看到网络（IP）和传输层（TCP）被标记为**`红色`**，应用层被标记为**`绿色`**。这个示例是来自捕获web浏览器请求页面的数据包。

## 3、安全区

默认情况下，Cisco 路由器将允许并转发它们收到的所有数据包，前提是需要匹配它们的路由表中的路由。如果你想进行限制，你必须配置一些ACL。如果设备有很多接口或很多条ACL需要配置，这会成为网工的噩梦。这是一个例子：



![image-20230214101221471](http://pic.nexopera.tech/63eaee05ecc63.png)



上面的路由器有两个入站方向ACL来阻止来自主机的一些流量。此外，还有两个ACL，来防止来自 Internet 的流量进入我们的网络。我们还可以复用一些ACL，但记得将ACL应用到四个接口。

接下来有个更好的解决方案，防火墙可以结合安全区域来工作。这是一个例子：

![image-20230214101227011](http://pic.nexopera.tech/63eaee0b710db.png)

上面我们有两个安全区域：

- inside：这是LAN区域。
- outside：这是WAN区域     接口已分配到正确的安全区域。这些区域有两个简单的规则：
- 允许从“高”安全级域到“低”安全级别的流量。
- 拒绝从“低”安全级别到“高”安全级别的流量。

LAN是我们信任的网络，所以具有很高的安全级别。WAN 不受信任，因此它的安全级别较低。这意味着来自从LAN去往WAN的流量将被允许。从 WAN 到 LAN 的流量将被拒绝。由于防火墙是有状态的，它会跟踪传出连接并允许其返回的流量。

如果您想例外，也可以允许从 WAN 到 LAN 的流量，这就需要通过访问控制列表来完成了。

大多数公司将拥有一台或多台服务器，这些服务器大部分是需要从 Internet来访问。如邮件服务器。为了安全，我们没有将它们放在内部（LAN），而是放在称为DMZ（非军事区）的第三个区域。看看下面的图片：

![image-20230214101234386](http://pic.nexopera.tech/63eaee12d8d22.png)

DMZ 安全区域的安全级别介于 INSIDE 和 OUTSIDE 之间。这意味着：

- 允许从 INSIDE 到 OUTSIDE 的流量。
- 允许从 INSIDE 到 DMZ 的流量。
- 允许从 DMZ 到 OUTSIDE 的流量。
- 从 DMZ 到 INSIDE 的流量被拒绝。
- 从外部到 DMZ 的流量被拒绝。
- 从外部到内部的流量被拒绝。

为确保来自 OUTSIDE 的流量能够到达 DMZ 中的服务器，我们将使用一个访问列表，该列表只允许流量流向 DMZ 中服务器使用的 IP 地址（和端口号）。此设置非常安全，如果您在 DMZ 中的其中一台服务器遭到黑客攻击，您的 INSIDE 网络仍然是安全的。

## 4、总结

您现在已经了解了防火墙的基础知识。防火墙使用状态过滤来跟踪所有入站和出站连接。他们还能够（主要看防火墙型号）检查 OSI 模型的第 7 层、应用程序的有效负载。

防火墙还使用安全区域，允许来自高安全级别的流量进入较低安全级别。从低安全级别到高安全级别的流量将被拒绝，可以使用`访问控制列表`进行特例处理。



入门 防火墙 基本原理

Vim编辑器和Shell命令脚本

# 1 背景

系统用来一段时间后，写入数据发现硬盘空间提示不足，当时感觉很奇怪，我的硬盘是500G，也没有什么大文件，为什么存在硬盘不足的情况呢。一查看硬盘使用情况，发现root分区只有50G，home有450G，现在知道为什么提示硬盘不足了，root分区既然只有50G，为什么root分区只有50G呢？后来在网上查了下才知道，再安装系统的时候，如果不进行操作[硬盘分区](https://so.csdn.net/so/search?q=硬盘分区&spm=1001.2101.3001.7020)，默认的情况下，root默认比较小，大部分分区会给home。知道原因了，现在只有想办法把home的空间扩容给root。

# 2 查看现在的分区情况

利用df -h 显示，centos-home 有442G，centos-root 只有50G

```shell
[root@localhost ~]# df -h
文件系统                 容量  已用  可用 已用% 挂载点
devtmpfs                 7.8G     0  7.8G    0% /dev
tmpfs                    7.8G     0  7.8G    0% /dev/shm
tmpfs                    7.8G  5.8M  7.8G    1% /run
tmpfs                    7.8G     0  7.8G    0% /sys/fs/cgroup
/dev/mapper/centos-root   50G   26G   25G   51% /                      # root 的空间
/dev/sda1                497M  165M  332M   34% /boot
/dev/mapper/centos-home  442G   33M  442G    1% /home                  # home 的空间
```

利用vgdisplay 显示，没有空闲的空间

```shell
[root@localhost /]# vgdisplay
  --- Volume group ---
  VG Name               centos
  System ID             
  Format                lvm2
  Metadata Areas        1
  Metadata Sequence No  7
  VG Access             read/write
  VG Status             resizable
  MAX LV                0
  Cur LV                3
  Open LV               3
  Max PV                0
  Cur PV                1
  Act PV                1
  VG Size               <499.51 GiB
  PE Size               4.00 MiB
  Total PE              127874
  Alloc PE / Size       25056 / <97.88 GiB
  Free  PE / Size       0 / 0                                               # 没有空闲的空间
  VG UUID               CLUqlt-jF82-fC40-de7C-lHA6-78ff-khtCWW
```

# 3 从home分区转移出空间

## 3.1 备份home目录

```shell
# 切换到根下
cd /

# 打包home下所有文件
tar -czvf home.tgz home/

# 存放到tmp路径下
mv home.tgz /tmp
```

## 3.2 卸载home目录

```shell
# 杀掉home下的所有进程（不杀进程后边卸载会报错）如果提示fuser命令不存在，就安装fuser：yum -y install psmisc
fuser -km /home/ 

# 卸载home
umount /home

# 删除逻辑卷
lvremove /dev/centos/home
```
> 若出现Logical volume centos/home contains a filesystem in use，则先运行。
fuser -m -v -k /home 此时可能会自动注销登录，重新登录，继续运行
lvremove -f /dev/mapper/centos-home

利用vgdisplay 显示，空闲空间401G

```shell
[root@localhost /]# vgdisplay
  --- Volume group ---
  VG Name               centos
  System ID             
  Format                lvm2
  Metadata Areas        1
  Metadata Sequence No  7
  VG Access             read/write
  VG Status             resizable
  MAX LV                0
  Cur LV                3
  Open LV               3
  Max PV                0
  Cur PV                1
  Act PV                1
  VG Size               <499.51 GiB
  PE Size               4.00 MiB
  Total PE              127874
  Alloc PE / Size       25056 / <97.88 GiB
  Free  PE / Size       102818 / 401.63 GiB                          # 空闲空间401G
  VG UUID               CLUqlt-jF82-fC40-de7C-lHA6-78ff-khtCWW
```

## 3.3 从新就home分区并且还原home

```shell
# 创建新的home卷，并分配空间。
# L表示大小，默认单位为M；n表示卷名；这里的centos是CentOS7安装系统的时候就默认建立好的卷组名。
[root@localhost /]# lvcreate -L 40G -n home centos
WARNING: xfs signature detected on /dev/centos/home at offset 0. Wipe it? [y/n]: y
  Wiping xfs signature on /dev/centos/home.
  Logical volume "home" created.
```

利用vgdisplay 显示，home分区为40G

```shell
[root@localhost /]# lvdisplay
  --- Logical volume ---
  LV Path                /dev/centos/swap
  LV Name                swap
  VG Name                centos
  LV UUID                nvewrv-rB8K-K1oW-jrWo-8aRU-Li2N-PNd0Uv
  LV Write Access        read/write
  LV Creation host, time localhost, 2022-11-03 15:22:30 +0800
  LV Status              available
  # open                 2
  LV Size                <7.88 GiB
  Current LE             2016
  Segments               1
  Allocation             inherit
  Read ahead sectors     auto
  - currently set to     8192
  Block device           253:1
   
  --- Logical volume ---
  LV Path                /dev/centos/root
  LV Name                root
  VG Name                centos
  LV UUID                J3pQhK-l2WV-ps3V-AVs5-EZ2H-1Ebs-xcOCcS
  LV Write Access        read/write
  LV Creation host, time localhost, 2022-11-03 15:22:30 +0800
  LV Status              available
  # open                 1
  LV Size                50.00 GiB
  Current LE             12800
  Segments               1
  Allocation             inherit
  Read ahead sectors     auto
  - currently set to     8192
  Block device           253:0
   
  --- Logical volume ---
  LV Path                /dev/centos/home
  LV Name                home
  VG Name                centos
  LV UUID                s1ApJs-Aaok-KkTb-klfk-Da7p-pVYA-Hy2fzD
  LV Write Access        read/write
  LV Creation host, time localhost.localdomain, 2022-12-02 21:21:16 +0800
  LV Status              available
  # open                 1
  LV Size                40.00 GiB
  Current LE             10240
  Segments               1
  Allocation             inherit
  Read ahead sectors     auto
  - currently set to     8192
  Block device           253:2

```

再次查看闲置空间大小：vgdisplay 我这显示还有300多，准备都给到root

```shell
[root@localhost /]# vgdisplay
  --- Volume group ---
  VG Name               centos
  System ID             
  Format                lvm2
  Metadata Areas        1
  Metadata Sequence No  7
  VG Access             read/write
  VG Status             resizable
  MAX LV                0
  Cur LV                3
  Open LV               3
  Max PV                0
  Cur PV                1
  Act PV                1
  VG Size               <499.51 GiB
  PE Size               4.00 MiB
  Total PE              127874
  Alloc PE / Size       25056 / <97.88 GiB
  Free  PE / Size       82818 / 361.63 GiB
  VG UUID               CLUqlt-jF82-fC40-de7C-lHA6-78ff-khtCWW

# 在home上建立xfs文件系统
[root@localhost /]# mkfs -t xfs /dev/centos/home
meta-data=/dev/centos/home       isize=512    agcount=4, agsize=2621440 blks
         =                       sectsz=512   attr=2, projid32bit=1
         =                       crc=1        finobt=0, sparse=0
data     =                       bsize=4096   blocks=10485760, imaxpct=25
         =                       sunit=0      swidth=0 blks
naming   =version 2              bsize=4096   ascii-ci=0 ftype=1
log      =internal log           bsize=4096   blocks=5120, version=2
         =                       sectsz=512   sunit=0 blks, lazy-count=1
realtime =none                   extsz=4096   blocks=0, rtextents=0
# 挂载home
[root@localhost /]# mount /dev/centos/home /home
# 查看
[root@localhost /]# df -h
文件系统                 容量  已用  可用 已用% 挂载点
devtmpfs                 7.8G     0  7.8G    0% /dev
tmpfs                    7.8G     0  7.8G    0% /dev/shm
tmpfs                    7.8G  5.8M  7.8G    1% /run
tmpfs                    7.8G     0  7.8G    0% /sys/fs/cgroup
/dev/mapper/centos-root   50G   26G   25G   51% /
/dev/sda1                497M  165M  332M   34% /boot
overlay                   50G   26G   25G   51% 
/dev/mapper/centos-home   40G   33M    0G    0% /home                  # home 的空间
# 解压之前备份的压缩包至home目录
[root@localhost /]# tar -xzvf /tmp/home.tgz -C /home
# 这时会有两层home目录，把里边的内容移动出来：
[root@localhost /]# mv /home/home/* /home/
# 然后删除内部的home目录：
[root@localhost /]# rm -rf /home/home/
```

# 4 扩容root

## 4.1 分配空间给root

```shell
# 分配400G空间给root（根据自己的空闲空间决定）
[root@localhost /]# lvextend -L +400G /dev/centos/root
  Size of logical volume centos/root changed from 50.00 GiB (12800 extents) to 450.00 GiB (115200 extents).
  Logical volume centos/root successfully resized.
```

再次查看闲置空间大小：lvdisplay，root的空间为450G

```shell
[root@localhost /]# lvdisplay
  --- Logical volume ---
  LV Path                /dev/centos/swap
  LV Name                swap
  VG Name                centos
  LV UUID                nvewrv-rB8K-K1oW-jrWo-8aRU-Li2N-PNd0Uv
  LV Write Access        read/write
  LV Creation host, time localhost, 2022-11-03 15:22:30 +0800
  LV Status              available
  # open                 2
  LV Size                <7.88 GiB
  Current LE             2016
  Segments               1
  Allocation             inherit
  Read ahead sectors     auto
  - currently set to     8192
  Block device           253:1
   
  --- Logical volume ---
  LV Path                /dev/centos/root
  LV Name                root
  VG Name                centos
  LV UUID                J3pQhK-l2WV-ps3V-AVs5-EZ2H-1Ebs-xcOCcS
  LV Write Access        read/write
  LV Creation host, time localhost, 2022-11-03 15:22:30 +0800
  LV Status              available
  # open                 1
  LV Size                450.00 GiB
  Current LE             115200
  Segments               2
  Allocation             inherit
  Read ahead sectors     auto
  - currently set to     8192
  Block device           253:0
   
  --- Logical volume ---
  LV Path                /dev/centos/home
  LV Name                home
  VG Name                centos
  LV UUID                s1ApJs-Aaok-KkTb-klfk-Da7p-pVYA-Hy2fzD
  LV Write Access        read/write
  LV Creation host, time localhost.localdomain, 2022-12-02 21:21:16 +0800
  LV Status              available
  # open                 1
  LV Size                40.00 GiB
  Current LE             10240
  Segments               1
  Allocation             inherit
  Read ahead sectors     auto
  - currently set to     8192
  Block device           253:2
   
```

## 4.2 扩展root 卷XFS 文件系统的大小

```shell
# 扩展root 卷XFS 文件系统的大小
[root@localhost /]# xfs_growfs /dev/centos/root
meta-data=/dev/mapper/centos-root isize=256    agcount=4, agsize=3276800 blks
         =                       sectsz=512   attr=2, projid32bit=1
         =                       crc=0        finobt=0 spinodes=0
data     =                       bsize=4096   blocks=13107200, imaxpct=25
         =                       sunit=0      swidth=0 blks
naming   =version 2              bsize=4096   ascii-ci=0 ftype=0
log      =internal               bsize=4096   blocks=6400, version=2
         =                       sectsz=512   sunit=0 blks, lazy-count=1
realtime =none                   extsz=4096   blocks=0, rtextents=0
data blocks changed from 13107200 to 117964800
```

## 4.3 检查分配结果，大功告成

```shell
[root@localhost /]# df -h
文件系统                 容量  已用  可用 已用% 挂载点
devtmpfs                 7.8G     0  7.8G    0% /dev
tmpfs                    7.8G     0  7.8G    0% /dev/shm
tmpfs                    7.8G  5.8M  7.8G    1% /run
tmpfs                    7.8G     0  7.8G    0% /sys/fs/cgroup
/dev/mapper/centos-root  450G   26G  425G    6% /
/dev/sda1                497M  165M  332M   34% /boot
overlay                  450G   26G  425G    6% 
/dev/mapper/centos-home   40G   33M   40G    1% /home
```


Linux磁盘分配 把home的空间扩容给root

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