题外话

我们先讲什么是文件系统和需要的工具。

现在的存储种类众多、堆栈繁杂。但是用户直接的接口还是。对于Linux和开源社区而言，众多的软件也是依赖。比如MySQL和PostgreSQL数据库就是直接调用文件系统接口的，而不像Oracle数据库，能够越过文件系统层。

Linux系统上文件系统众多。但是比较常用的是和文件系统。当前使用比较普遍的是Ext4文件系统。

这里我们以Ext4文件系统为例。

三大利器

关于工具的重要性我们就不絮叨了。解决启停问题，一定要有三大利器的辅助：快照、VNC和录屏工具。

关于这些工具，请参考。

bind挂载

修复启停时经常需要做chroot操作，即我们要在一个新的根文件系统内操作。但是，只执行chroot是不够的。我们还需要挂载/dev、/proc和/sys目录。这样才能使用在chroot后继续使用系统数据。

关于bind挂载，同样请参考有关章节。

回到话题

损坏，是导致系统启动失败比较常见的原因。文件系统损坏，比较常见的原因是分区丢失和文件系统需要手工修复。

现场复现

我们人为的破坏分区表信息。

准备测试环境

我们先准备一个供测试的文件系统。具体操作如下

## 下面我们以第二块磁盘为例，并且假设其磁盘路径是/dev/vdb## 1. 检查新磁盘的情况fdisk -l -u /dev/vdb# 2. 新建分区fdisk /dev/vdb# 3. 创建文件系统mkfs.ext4 /dev/vdb1# 4. 配置系统启动挂载新建文件系统echo '/dev/vdb1 /opt ext4    defaults 0       2' >> /etc/fstab# 5. 重启系统以便验证配置符合预期reboot# 6. 验证挂载成功mount -l | egrep /dev/vdb1

先看准备文件系统的具体操作

[root@iz2ze122w6gewwurz1e637z ~]# fdisk -l -u /dev/vdb 1. 检查新磁盘的情况Disk /dev/vdb: 1099.5 GB, 1099511627776 bytes, 2147483648 sectorsUnits = sectors of 1 * 512 = 512 bytesSector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytesI/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytesDisk label type: dosDisk identifier: 0x00088bd9   Device Boot      Start         End      Blocks   Id  System[root@iz2ze122w6gewwurz1e637z ~]# fdisk /dev/vdb # 2. 新建分区Welcome to fdisk (util-linux 2.23.2).Changes will remain in memory only, until you decide to write them.Be careful before using the write command.Command (m for help): nPartition type:   p   primary (0 primary, 0 extended, 4 free)   e   extendedSelect (default p): pPartition number (1-4, default 1): First sector (2048-2147483647, default 2048): Using default value 2048Last sector, +sectors or +size{K,M,G} (2048-2147483647, default 2147483647): Using default value 2147483647Partition 1 of type Linux and of size 1024 GiB is setCommand (m for help): wThe partition table has been altered!Calling ioctl() to re-read partition table.Syncing disks.[root@iz2ze122w6gewwurz1e637z ~]# mkfs.ext4 /dev/vdb1 # 3. 创建文件系统mke2fs 1.42.9 (28-Dec-2013)Filesystem label=OS type: LinuxBlock size=4096 (log=2)Fragment size=4096 (log=2)Stride=0 blocks, Stripe width=0 blocks67108864 inodes, 268435200 blocks13421760 blocks (5.00%) reserved for the super userFirst data block=0Maximum filesystem blocks=24159191048192 block groups32768 blocks per group, 32768 fragments per group8192 inodes per groupSuperblock backups stored on blocks:     32768, 98304, 163840, 229376, 294912, 819200, 884736, 1605632, 2654208,     4096000, 7962624, 11239424, 20480000, 23887872, 71663616, 78675968,     102400000, 214990848Allocating group tables: done                            Writing inode tables: done                            Creating journal (32768 blocks): doneWriting superblocks and filesystem accounting information: done     [root@iz2ze122w6gewwurz1e637z ~]# echo '/dev/vdb1 /opt ext4    defaults 0       2' >> /etc/fstab # 4. 配置系统启动挂载新建文件系统

现在重启系统，验证挂载情况

可见挂载是成功的。

损坏测试：fstab配置错误

我们通过下面的方式测试下

# defaults -> default# 可以直接手工调整# 可以用eded -s /etc/fstab <

看下启动失败情况（后续的记录系统抱怨截图时的按键无法识别）。系统启动中断了

损坏测试：分区表丢失

我们先把文件系统的挂载恢复正常，再手工破坏分区表进行测试

# 1. 卸载文件系统umount /dev/vdb1# 2. 检查分区情况fdisk -l -u /dev/vdb# 3. 直接使用fdisk来删除分区fdisk -u /dev/vdb# 4. 验证删除了分区fdisk -l -u /dev/vdb

操作示例如下

看下启动失败情况（系统启动过程止步不前，但是也没有明显的报错信息。所以录屏工具是有必要的）

如何修复问题？

因为当前实例启动失败，这种情况下在当前实例上，我们没有用shell来解决问题。所以，我们需要先解决在哪里来修复的问题。

解决这个问题的方案比较多，运维人员常见的手段是使用LiveCD。这里我们推荐使用快照的方式。具体使用请参考的有关信息。

配置错误

这种情况只要把错误配置修改完毕即可解决问题，我们略过不谈。

分区表丢失问题

修复方案的依据

分区表丢失，只要重新创建分区表即可。因为分区表信息只涉及变更磁盘上第1个扇区指定位置的内容。所以，只要确认有分区情况，在分区表丢失的情况下，重做分区是不会损坏磁盘上的数据的。但是分区起始位置和尺寸需要正确，否则不能解决问题。

分区的大小，因为大家（基本）都是一个磁盘分一个区，所以（几乎）不用考虑分区大小（从文件系统信息是可以计算分区大小的）。起始位置确定后，大小选择fdisk给出的就好。所以，问题的关键是如何确定分区的开始位置。

我们以常见的Ext文件系统为例，具体请参看。

重建分区

重建分区可以按照下面的步骤来实现。

确定分区起始位置

首先，我们需要先确认分区上的文件系统信息。这有多种方式：

1. 查看/etc/fstab和/etc/mtab配置文件。
2. 如果文件系统还是挂载情形，则查看/proc/mounts
3. 直接检查文件系统魔数。
4. 从系统日志追查。

我们看下直接检查文件系统魔数的例子，并用fdisk工具核实下

## 1. ext*文件系统的魔数是: 53 ef#[root@iz2ze122w6gewwurz1e637z ~]# dd if=/dev/vdb bs=512 count=4096 2>/dev/null | \> od -tx1 | perl -ne '>     chomp;>     if (/^([0-7]+)\s # 磁盘数据的位置>        ([0-9a-f][0-9a-f]\s){8} # 越过无关数据>        53\sef\s # 模数>        0[124]\s00\s0[123]\s00\s # 文件系统状态和出错后的行为配置>        /x) {>              my $s=int((oct $1)/512)-2;>              print qq[$s $_\n];>             }'56 0072060 72 46 cd 5b 00 00 ff ff 53 ef 01 00 01 00 00 00## 2. 检查到魔数，即是Ext*文件系统。从魔数反推出的分区起始扇区是56扇区。#[root@iz2ze122w6gewwurz1e637z ~]# fdisk -l -u /dev/vdb磁盘 /dev/vdb：1099.5 GB, 1099511627776 字节，2147483648 个扇区Units = 扇区 of 1 * 512 = 512 bytes扇区大小(逻辑/物理)：512 字节 / 512 字节I/O 大小(最小/最佳)：512 字节 / 512 字节磁盘标签类型：dos磁盘标识符：0x00088bd9   设备 Boot      Start         End      Blocks   Id  System/dev/vdb1              56  2147483647  1073741796   83  Linux[root@iz2ze122w6gewwurz1e637z ~]### 3. fdisk给出的起始扇区是56。这与我们从魔数推断到的结果是一致的。#

修复

示例：复现问题现场

我们如果通过fdisk工具来对/dev/vdb重新分区。如果在/etc/fstab中做了配置，那么重启会失败。具体失败报错请参考上面的信息。如果不重启直接挂载，则会遇到下面的报错

## 1. 直接挂载#[root@iz2ze122w6gewwurz1e637z ~]# mount /dev/vdb1 /optmount: /dev/vdb1 is write-protected, mounting read-onlymount: unknown filesystem type '(null)'## 2. 挂载失败了# [root@iz2ze122w6gewwurz1e637z ~]# mount -l | egrep /dev/vdb## 3.为什么挂载失败了呢？因为fdisk把分区起始位置设定为2048了#[root@iz2ze122w6gewwurz1e637z ~]# fdisk -u -l /dev/vdbDisk /dev/vdb: 1099.5 GB, 1099511627776 bytes, 2147483648 sectorsUnits = sectors of 1 * 512 = 512 bytesSector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytesI/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytesDisk label type: dosDisk identifier: 0x00088bd9   Device Boot      Start         End      Blocks   Id  System/dev/vdb1            2048  2147483647  1073740800   83  Linux[root@iz2ze122w6gewwurz1e637z ~]#

重建分区

因为fdisk工具总是把起始扇区设定为2048，不能调整，所以我们使用parted工具。具体修复过程如下

[root@iz2ze122w6gewwurz1e637z ~]# parted /dev/vdbGNU Parted 3.1Using /dev/vdbWelcome to GNU Parted! Type 'help' to view a list of commands.## 1. 使用扇区作为默认单位#(parted) unit s         ## 2. 检查当前的分区情况#(parted) print                                                            Model: Virtio Block Device (virtblk)Disk /dev/vdb: 2147483648sSector size (logical/physical): 512B/512BPartition Table: msdosDisk Flags: Number  Start  End          Size         Type     File system  Flags 1      2048s  2147483647s  2147481600s  primary## 3. 删除问题分区#(parted) rm 1## 4. 重建分区#(parted) mkpart                                                           Partition type?  primary/extended? primary                                File system type?  [ext2]? ext4                                           Start? 56       # 起始扇区调整为56                                            End? 2147483647 # 扇区编号是从0开始的。因此最后一个扇区，是扇区总数减1Warning: The resulting partition is not properly aligned for best performance.Ignore/Cancel? Ignore # 这是我们所要的分区情况，因此忽略报警(parted) q                                                                Information: You may need to update /etc/fstab.## 5. 分区重建成功#[root@iz2ze122w6gewwurz1e637z ~]# tune2fs -l /dev/vdb1  tune2fs 1.42.9 (28-Dec-2013)Filesystem volume name:   
    
     Last mounted on:          
     
      Filesystem UUID:          0d51624e-5f97-46bb-8423-63a6e5e72d1cFilesystem magic number:  0xEF53Filesystem revision #:    1 (dynamic)Filesystem features:      has_journal ext_attr resize_inode dir_index filetype needs_recovery extent 64bit flex_bg sparse_super large_file huge_file uninit_bg dir_nlink extra_isizeFilesystem flags:         signed_directory_hash Default mount options:    user_xattr aclFilesystem state:         cleanErrors behavior:          ContinueFilesystem OS type:       LinuxInode count:              67108864Block count:              268435449Reserved block count:     13421772Free blocks:              264170080Free inodes:              67108853First block:              0Block size:               4096Fragment size:            4096Group descriptor size:    64Reserved GDT blocks:      1024Blocks per group:         32768Fragments per group:      32768Inodes per group:         8192Inode blocks per group:   512Flex block group size:    16Filesystem created:       Mon Oct 22 11:39:29 2018Last mount time:          Mon Oct 22 12:12:30 2018Last write time:          Mon Oct 22 12:12:30 2018Mount count:              1Maximum mount count:      -1Last checked:             Mon Oct 22 11:39:29 2018Check interval:           0 (
      
       )Lifetime writes:          134 MBReserved blocks uid:      0 (user root)Reserved blocks gid:      0 (group root)First inode:              11Inode size:              256Required extra isize:     28Desired extra isize:      28Journal inode:            8Default directory hash:   half_md4Directory Hash Seed:      0f70f076-e2f1-4f0e-bc37-e950a58e0d0cJournal backup:           inode blocks[root@iz2ze122w6gewwurz1e637z ~]# mount /dev/vdb1 /opt[root@iz2ze122w6gewwurz1e637z ~]# [root@iz2ze122w6gewwurz1e637z ~]# mount -l | egrep /dev/vdb1/dev/vdb1 on /opt type ext4 (rw,relatime,data=ordered)[root@iz2ze122w6gewwurz1e637z ~]#
      
     
    

终焉

祝探索愉快。