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:

$ sudo tune2fs -с 50 /dev/sda1
tune2fs 1.44.1 (24-Mar-2018)
Setting maximal mount count to 50

Синтаксис и основные опции fsck

У команды fsck следующий синтаксис:

fsck [параметр] -- [параметры ФС] [<файловая система> . . .]

Основные параметры:

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:

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:

$ sudo fsck -y /dev/sdb2

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:

$ sudo fsck -fy /dev/sdb2

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:

$ sudo fsck -c /dev/sdb2

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»:

$ sudo mount remount,ro /dev/sdb2
$ sudo fsck -fy /dev/sdb2

Для указания, какую ФС использовать для раздела:

$ sudo fsck -t ext4 -y /dev/sdb2

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:

$ sudo fdisk -l

$ sudo mkfs -t ext4 -n /dev/xvdb1

$ sudo fsck -b 163840 /dev/xvdb1

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.