檢查和修復檔案系統：fsck 指令
1. 為什麼檢查文件系統很重要？
Linux 的文件系統其實是操作系統中最「忙」的工作人員之一。當你儲存文件、打開程式或者只是讀取數據時，它都在努力工作。但想像一下：在最關鍵的時刻，這位工作人員累壞了，決定長假（也就是：系統因停電關閉了）。這可能會導致文件表受損、數據丟失或者其他許多令人頭疼的問題。
但會出什麼問題呢？
- 突然的電源中斷 — 你的設備突然斷電，沒來得及完成數據寫入。
- 存儲錯誤 — 硬碟或 SSD 可能會有硬體故障，導致文件系統損壞。
- 軟體錯誤 — 驅動或系統工具中可能存在 bug。
在這些事件發生後，文件系統經常會出現問題，系統可能會要求你檢查它的狀態。這時候 fsck 就出場了，它的全名是 File System Check。
2. 什麼是fsck，它如何運作？
工具的理念
fsck是一種通用工具，它檢查檔案系統的完整性並修復發現的錯誤。它就像醫生一樣：進行測試，找到問題，並在可能的情況下進行"治療"。如果問題過於嚴重，fsck至少可以診斷出究竟出了什麼問題。
什麼時候使用fsck？
- 當明顯的檔案操作故障發生時（例如檔案突然"消失"）。
- 如果系統無法啟動並報告檔案系統錯誤。
- 作為定期預防措施，確保一切正常。
3. fsck 的基本語法
要使用 fsck，通常使用以下指令：
fsck [參數] <設備>
主要參數：
-y— 自動確認修復。如果你不想一直坐著回應每個問題的yes，這會很方便。-n— 僅進行檢查，不修復（模擬執行）。如果你擔心會弄壞什麼，這對分析情況很有用。-t— 指定檔案系統類型（例如，ext4,xfs）。-r— 開啟互動模式（你需要確認每個修復）。
4. 實作：檢查檔案系統
讓我們從簡單的檢查開始。假設我們有一個裝置 /dev/sdb1，我們想檢查它。
步驟 1：檢查但不修復
首先，我們在不做更改的情況下檢查檔案系統的狀態：
fsck -n /dev/sdb1
執行命令後，你會看到找到的問題列表（如果有的話）。下面是輸出範例：
Inodes that were part of a corrupted orphan linked list found.
Filesystem errors detected. Run fsck to repair.
步驟 2：自動修復
現在我們啟用錯誤修復模式：
fsck -y /dev/sdb1
fsck 將嘗試修復每個檢測到的錯誤並自動確認操作。如果裝置較大，這可能需要一些時間。
5. 檔案系統正在使用時該怎麼辦？
啟動 fsck 時的錯誤
如果你嘗試對已經掛載的分區執行 fsck，會收到以下警告：
fsck: cannot check a mounted filesystem.
這是因為對掛載中的檔案系統執行檢查可能會導致資料損壞。有一些方法可以解決這個問題。
- 以唯讀模式重新掛載裝置。
mount -o remount,ro /dev/sdb1
- 使用 LiveCD 或 LiveUSB。
從啟動光碟或者隨身碟啟動系統，然後執行對已卸載裝置的檢查。
- 使用修復模式。
將系統重新啟動到修復模式，通常會提供一個安全的環境來執行檢查。
檢查根檔案系統 / 的特點
根檔案系統是一個特例，因為它被系統積極使用。如果需要對該分區執行 fsck，需要：
- 使用以下指令進入單使用者模式：
systemctl isolate rescue.target
- 手動執行
fsck：
fsck -y /
6. 常見錯誤及其修復
損壞的 inodes
如果 fsck 報告有損壞的 inode（儲存檔案資訊的結構），它會建議刪除它們。這是安全的，因為損壞的 inode 已經與當前的檔案無關。
丟失的檔案
有時候在啟動 fsck 之後，丟失的檔案會進入檔案系統根目錄中的 lost+found 資料夾。你可以手動檢查這個位置來恢復重要的資料。
重要建議
在檢查之前一定要備份。 雖然
fsck通常是安全的，但修復可能導致資料丟失。不要在已掛載的分區上運行
fsck。 這可能導致資料損壞。使用
-n標誌進行初始分析。 如果不確定是否要自動修復錯誤，先從模擬運行開始。
7. 範例：模擬錯誤並修復
- 創建虛擬磁碟，並在其上建立檔案系統：
dd if=/dev/zero of=./disk.img bs=1M count=100
mkfs.ext4 ./disk.img
- 掛載磁碟：
sudo mount ./disk.img /mnt/test/
- 模擬損毀：
sudo dd if=/dev/zero of=/mnt/test/randomfile bs=512 count=10
- 卸載磁碟並檢查它：
sudo umount /mnt/test/
fsck ./disk.img
根據指令的輸出，修復錯誤。
走到這一步，你已經能自信地處理檔案系統的檢查，能正確地修復錯誤並避免事故發生。接下來我們將學習更多用於檔案系統的工具，但 fsck 現在已經是你診斷和修復的可靠工具啦。
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