Linux系統災難恢復技術和方法

作者：祝珍泉 2012-09-20 14:11:00

Linux 發行版本眾多，現如今也得到了越來越廣泛的應用，同時也面臨著系統出現故障的潛在風險，本文將詳細介紹幾種 Linux 災難恢復技術和方法，以確保 Linux 系統安全恢復。

Linux 發行版本眾多，現如今也得到了越來越廣泛的應用，同時也面臨著系統出現故障的潛在風險，本文將以發行版本 RHEL6 為例詳細介紹幾種 Linux 災難恢復技術和方法，以確保 Linux 系統的安全恢復。

在介紹 Linux 災難恢復方法之前，我們先來了解下 MBR，其全稱為 Master Boot Record，即硬盤的主引導記錄。它由三個部分組成，主引導程序、硬盤分區表和硬盤有效標志。在總共 512 字節的主引導扇區里主引導程序（Bootloader）占 446 個字節，第二部分是硬盤分區表，占 64 個字節，硬盤有多少分區以及每一分區的大小都記錄在其中。第三部分是硬盤有效標志，占 2 個字節。具體如圖示：

圖 1. MBR

系統硬盤分區表破壞

生產環境中的 Linux 服務器可能會因為病毒或者意外斷電而引起硬盤分區表被破壞，通常恢復硬盤分區表需要之前我們先備份其分區表的信息，一般我們使用 USB 外接設備來備份主機硬盤的分區表。

在主機上掛載 USB 設備后我們查看系統當前磁盤設備：

[root@FCoE ~]# fdisk -l   
 
Disk /dev/sda: 43.0 GB, 42991616000 bytes   
255 heads, 63 sectors/track, 5226 cylinders   
Units = cylinders of 16065 * 512 = 8225280 bytes   
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes   
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes   
Disk identifier: 0x00032735   
 
  Device Boot      Start         End      Blocks   Id  System   
/dev/sda1   *           1          17      131072   83  Linux   
Partition 1 does not end on cylinder boundary.   
/dev/sda2              17         147     1048576   82  Linux swap / Solaris   
Partition 2 does not end on cylinder boundary.   
/dev/sda3             147        5227    40803328   83  Linux   
 
Disk /dev/sdb: 2147 MB, 2147483648 bytes   
255 heads, 63 sectors/track, 261 cylinders   
Units = cylinders of 16065 * 512 = 8225280 bytes   
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes   
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes   
Disk identifier: 0x00000000   
 
Disk /dev/sdb doesn't contain a valid partition table

　　現在我們在 sdb 這個設備上創建一個新的分區：

[root@FCoE ~]# fdisk /dev/sdb   
Device contains neither a valid DOS partition table, nor Sun, SGI or OSF disklabel   
Building a new DOS disklabel with disk identifier 0xcdd48395.   
Changes will remain in memory only, until you decide to write them.   
After that, of course, the previous content won't be recoverable.   
 
Warning: invalid flag 0x0000 of partition table 4 will be corrected by w(rite)   
 
WARNING: DOS-compatible mode is deprecated. It's strongly recommended to   
        switch off the mode (command 'c') and change display units to   
        sectors (command 'u').   
 
Command (m for help): n   
Command action   
  e   extended   
  p   primary partition (1-4)   
p   
Partition number (1-4): 1   
First cylinder (1-261, default 1):   
Using default value 1   
Last cylinder, +cylinders or +size{K,M,G} (1-261, default 261):   
Using default value 261   
 
Command (m for help): p   
 
Disk /dev/sdb: 2147 MB, 2147483648 bytes   
255 heads, 63 sectors/track, 261 cylinders   
Units = cylinders of 16065 * 512 = 8225280 bytes   
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes   
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes   
Disk identifier: 0xcdd48395   
 
  Device Boot      Start         End      Blocks   Id  System   
/dev/sdb1               1         261     2096451   83  Linux   
 
Command (m for help): w   
The partition table has been altered!   
 
Calling ioctl() to re-read partition table.   
Syncing disks.

　　在新分區 sdb1 上創建文件系統：

[root@FCoE ~]# mkfs.ext3 /dev/sdb1   
mke2fs 1.41.12 (17-May-2010)   
Filesystem label=   
OS type: Linux   
Block size=4096 (log=2)   
Fragment size=4096 (log=2)   
Stride=0 blocks, Stripe width=0 blocks   
131072 inodes, 524112 blocks   
26205 blocks (5.00%) reserved for the super user   
First data block=0   
Maximum filesystem blocks=536870912   
16 block groups   
32768 blocks per group, 32768 fragments per group   
8192 inodes per group   
Superblock backups stored on blocks:   
       32768, 98304, 163840, 229376, 294912   
 
Writing inode tables: done   
Creating journal (8192 blocks): done   
Writing superblocks and filesystem accounting information: done   
 
This filesystem will be automatically checked every 24 mounts or   
180 days, whichever comes first.  Use tune2fs -c or -i to override.

　　掛載新的文件系統：

[root@FCoE ~]# mount /dev/sdb1 /mnt/

　　通常我們通過備份硬盤的 MBR 來備份硬盤分區表：

[root@FCoE ~]# dd if=/dev/sda of=/mnt/sda.mbr bs=512 count=1   
1+0 records in   
1+0 records out   
512 bytes (512 B) copied, 0.000777948 s, 658 kB/s

　　現在我們來寫零硬盤分區表來實現類似分區表被破壞的結果：

[root@FCoE ~]# dd if=/dev/zero of=/dev/sda bs=1 count=64 skip=446 seek=446   
64+0 records in   
64+0 records out   
64 bytes (64 B) copied, 0.00160668 s, 39.8 kB/s

　　查詢硬盤 sda 上的分區信息，發現其已不包含任何分區：

[root@FCoE ~]# fdisk -l   
 
Disk /dev/sda: 43.0 GB, 42991616000 bytes   
255 heads, 63 sectors/track, 5226 cylinders   
Units = cylinders of 16065 * 512 = 8225280 bytes   
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes   
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes   
Disk identifier: 0x00032735   
 
  Device Boot      Start         End      Blocks   Id  System   
 
Disk /dev/sdb: 2147 MB, 2147483648 bytes   
255 heads, 63 sectors/track, 261 cylinders   
Units = cylinders of 16065 * 512 = 8225280 bytes   
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes   
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes   
Disk identifier: 0xcdd48395   
 
  Device Boot      Start         End      Blocks   Id  System   
/dev/sdb1               1         261     2096451   83  Linux

　　當主機硬盤分區表丟失了之后，再次啟動后 GRUB 會因找不到配置文件而進入命令行模式：

　　圖 2. 分區表丟失

　　接下來我們掛載 RHEL6 的安裝盤，同時也接入我們之前備份的 USB 設備，然后重啟主機，選擇 CD-ROM 為第一引導設備，啟動后選擇“Rescue installed system”。

　　圖 3. 選擇援救

　　按照提示，最終我們選擇一個 shell。

　　圖 4. 選擇 shell

　　我們查詢系統磁盤信息，發現硬盤設備 sda 沒有包含任何分區。

bash-4.1# fdik – l   
 
 Disk /dev/sda: 43.0 GB, 42991616000 bytes   
 255 heads, 63 sectors/track, 5226 cylinders   
 Units = cylinders of 16065 * 512 = 8225280 bytes   
 Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes   
 I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes   
 Disk identifier: 0x00032735   
 
   Device Boot      Start         End      Blocks   Id  System   
 
 Disk /dev/sdb: 2147 MB, 2147483648 bytes   
 255 heads, 63 sectors/track, 261 cylinders   
 Units = cylinders of 16065 * 512 = 8225280 bytes   
 Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes   
 I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes   
 Disk identifier: 0xcdd48395   
 
   Device Boot      Start         End      Blocks   Id  System   
 /dev/sdb1               1         261     2096451   83  Linux

　　我們來恢復它的硬盤分區表，創建一個目錄并且掛載之前備份的 USB 設備，我們看到它的設備名是 /dev/sdb。

bash-4.1# mount /dev/sdb1 /usb   
bash-4.1# ls /usb   
lost+found  sda.mbr

　　通過原來備份的 sda.mbr 文件來恢復硬盤設備 sda 的硬盤分區表：

bash-4.1# dd if=/usb/sda.mbr of=/dev/sda bs=1 count=64 skip=446 seek=446   
64+0 records in   
64+0 records out   
64 bytes (64 B) copied, 0.038358 s, 4.6 kB/s

　　再次查詢系統磁盤信息：

bash-4.1# fdisk -l   
Disk /dev/sda: 43.0 GB, 42991616000 bytes   
255 heads, 63 sectors/track, 5226 cylinders   
Units = cylinders of 16065 * 512 = 8225280 bytes   
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes   
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes   
Disk identifier: 0x00032735   
 
  Device Boot      Start         End      Blocks   Id  System   
/dev/sda1   *           1          17      131072   83  Linux   
Partition 1 does not end on cylinder boundary.   
/dev/sda2              17         147     1048576   82  Linux swap / Solaris   
Partition 2 does not end on cylinder boundary.   
/dev/sda3             147        5227    40803328   83  Linux   
 
Disk /dev/sdb: 2147 MB, 2147483648 bytes   
255 heads, 63 sectors/track, 261 cylinders   
Units = cylinders of 16065 * 512 = 8225280 bytes   
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes   
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes   
Disk identifier: 0xcdd48395   
 
  Device Boot      Start         End      Blocks   Id  System   
/dev/sdb1               1         261     2096451   83  Linux

　　硬盤設備 sda 的分區表已經恢復，重啟后系統便可正常引導。#p#

　　系統 GRUB 損壞

　　類似得我們可以來寫零 Bootloader 來實現 GRUB 被破壞的結果：

[root@FCoE grub]# dd if=/dev/zero of=/dev/sda bs=446 count=1   
1+0 records in   
1+0 records out   
446 bytes (446 B) copied, 0.0017583 s, 254 kB/s

　　重啟后系統會因找不到 GRUB 而卡在“Booting from Hard Disk …”

　　掛載系統安裝光盤然后選擇進入 Rescue 模式，然后恢復 GRUB：

bash-4.1# chroot /mnt/sysimage   
sh-4.1# grub   
grub > root hd(0,0)   
grub > setup (hd0)   
grub > quit

　　圖 5. 恢復 GRUB

　　重啟主機后，系統可正常引導。

　　系統內核文件丟失

　　系統丟失內核 kernel 文件，再次啟動后會提示找不到文件。

　　圖 6. 內核丟失

　　掛載系統安裝盤進入援救模式，檢查 /boot 目錄下發現沒有 kernel 文件。

bash-4.1# chroot /mnt/sysimage   
bash-4.1# ls /boot   
ls   
config-2.6.32-71.el6.x86_64     lost+found   
efi                                  symvers-2.6.32-71.el6.x86_64.gz   
grub                                 System.map-2.6.32-71.el6.x86_64   
initramfs-2.6.32-71.el6.x86_64.img

　　從掛載的系統安裝盤強制重新安裝內核：

sh-4.1# mount – o loop /dev/sr0 /media   
sh-4.1# cd /media/Server/Packages   
sh-4.1# rpm -ivh --force kernel-2.6.32-71.el6.x86_64.rpm   
warning: kernel-2.6.32-71.el6.x86_64.rpm: Header V3 RSA/SHA256 Signature, \   
key ID fd431d51: NOKEY   
Preparing...                ########################################### [100%]   
  1:kernel                  ########################################### [100%]

　　在 /boot 目錄下已經生成新的 kernel 文件 vmlinuz-2.6.32-71.el6.x86_64

sh-4.1## ls /boot   
config-2.6.32-71.el6.x86_64            lost+found   
efi                                         symvers-2.6.32-71.el6.x86_64.gz   
grub                                        System.map-2.6.32-71.el6.x86_64   
initramfs-2.6.32-71.el6.x86_64.img    vmlinuz-2.6.32-71.el6.x86_64

　　重啟主機后，系統可正常引導。

　　系統鏡像文件丟失

　　系統丟失鏡像文件，主機啟動后黑屏。

　　圖 7. 鏡像丟失

　　掛載系統安裝盤進入援救模式 , 檢查 /boot 目錄下發現沒有鏡像文件。

bash-4.1# chroot /mnt/sysimage   
sh-4.1# ls /boot   
config-2.6.32-71.el6.x86_64      symvers-2.6.32-71.el6.x86_64.gz   
efi                                 System.map-2.6.32-71.el6.x86_64   
grub                                vmlinuz-2.6.32-71.el6.x86_64   
lost+found

　　重新生成鏡像文件 initramfs-2.6.32-71.el6.x86_64.img。

sh-4.1# cd /boot   
sh-4.1# mkinit   
sh-4.1# ls   
config-2.6.32-71.el6.x86_64           lost+found   
efi                                        symvers-2.6.32-71.el6.x86_64.gz   
grub                                       System.map-2.6.32-71.el6.x86_64   
initramfs-2.6.32-71.el6.x86_64.img   vmlinuz-2.6.32-71.el6.x86_64

　　重啟主機后 , 系統可正常引導。#p#

　　系統 /boot 分區損壞

　　一般來說系統 /boot 分區損壞，我們會先嘗試修復文件系統。如果文件系統損壞不能修復，那么我們可以參照前述的方法來依次新建 /boot 分區，重新安裝內核和鏡像，然后安裝 GURB 再手工編輯引導菜單，以最終來恢復系統可正常引導。通常我們需要按照如下的步驟來恢復。

　　創建分區

　　碰到比較嚴重的情況就是 /boot 分區已經完全損壞，啟動時會提示找不到引導設備。

　　圖 8. 引導分區損壞

　　掛載安裝盤后進入援救模式，查看分區情況，發現分區 /dev/sda1 不存在。

bash-4.1#   
Disk /dev/sda: 43.0 GB, 42991616000 bytes   
255 heads, 63 sectors/track, 5226 cylinders   
Units = cylinders of 16065 * 512 = 8225280 bytes   
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes   
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes   
Disk identifier: 0x00000000   
 
  Device Boot      Start         End      Blocks   Id  System   
/dev/sda2              17         147     1048576   82  Linux swap / Solaris   
Partition 2 does not end on cylinder boundary.   
/dev/sda3             147        5227    40803328   83  Linux   
 
Disk /dev/sdb: 2147 MB, 2147483648 bytes   
255 heads, 63 sectors/track, 261 cylinders   
Units = cylinders of 16065 * 512 = 8225280 bytes   
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes   
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes   
Disk identifier: 0xcdd48395   
 
  Device Boot      Start         End      Blocks   Id  System   
/dev/sdb1               1         261     2096451   83  Linux

　　新建一個分區并且設置它為啟動分區。

bash-4.1# fdisk /dev/sda   
 
WARNING: DOS-compatible mode is deprecated. It's strongly recommended to   
        switch off the mode (command 'c') and change display units to   
        sectors (command 'u').   
 
Command (m for help): n   
Command action   
  e   extended   
  p   primary partition (1-4)   
p   
Partition number (1-4): 1   
First cylinder (1-5226, default 1):   
Using default value 1   
Last cylinder, +cylinders or +size{K,M,G} (1-16, default 16):   
Using default value 16   
 
Command (m for help): a   
Partition number (1-4): 1   
 
Command (m for help): p   
 
Disk /dev/sda: 43.0 GB, 42991616000 bytes   
255 heads, 63 sectors/track, 5226 cylinders   
Units = cylinders of 16065 * 512 = 8225280 bytes   
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes   
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes   
Disk identifier: 0x00000000   
 
  Device Boot      Start         End      Blocks   Id  System   
/dev/sda1   *           1          16      128488+  83  Linux   
/dev/sda2              17         147     1048576   82  Linux swap / Solaris   
Partition 2 does not end on cylinder boundary.   
/dev/sda3             147        5227    40803328   83  Linux   
 
Command (m for help): w   
The partition table has been altered!

　　重啟主機以更新分區表，然后進入援救模式，并在我們新創建的分區上創建文件系統。

bash-4.1# mkfs.ext4 /dev/sda1   
Filesystem label=   
OS type: Linux   
Block size=1024 (log=0)   
Fragment size=1024 (log=0)   
Stride=0 blocks, Stripe width=0 blocks   
32128 inodes, 128488 blocks   
6424 blocks (5.00%) reserved for the super user   
First data block=1   
Maximum filesystem blocks=67371008   
16 block groups   
8192 blocks per group, 8192 fragments per group   
2008 inodes per group   
Superblock backups stored on blocks:   
       8193, 24577, 40961, 57345, 73729   
 
Writing inode tables: done   
Creating journal (4096 blocks): done   
Writing superblocks and filesystem accounting information: done   
 
This filesystem will be automatically checked every 38 mounts or   
180 days, whichever comes first.  Use tune2fs -c or -i to override.

　　安裝內核鏡像文件

　　通過前述的方法我們安裝內核和鏡像文件。

bash-4.1# chroot /mnt/sysimage   
sh-4.1# mount /dev/sda1 /boot   
sh-4.1# mount – o loop /dev/sr0 /media   
sh-4.1# cd /media/Server/Packages   
sh-4.1# rpm -ivh --force kernel-2.6.32-71.el6.x86_64.rpm   
warning: kernel-2.6.32-71.el6.x86_64.rpm: \   
Header V3 RSA/SHA256 Signature, key ID fd431d51: NOKEY   
Preparing...                ########################################### [100%]   
  1:kernel                  ########################################### [100%]

　　安裝 GRUB

　　我們安裝 GRUB 到硬盤設備 sda 上。

sh-4.1# grub-install /dev/sda   
Installation finished. No error reported.   
This is the contents of the device map /boot/grub/device.map.   
Check if this is correct or not. If any of the lines is incorrect,   
fix it and re-run the script `grub-install'.   
 
(fd0)   /dev/fd0   
(hd0)   /dev/sda   
(hd1)   /dev/sdb

　　編輯引導菜單

　　由于我們創建了新的分區，其對應的 UUID 會發生變化，可以通過命令 blkid 來查詢分區的 UUID。

bash-4.1# blkid   
/dev/loop0: TYPE="squashfs" 
/dev/sda2: UUID="7b1e0fac-ff06-492c-848d-497e2a38c54e" TYPE="swap" 
/dev/sda3: UUID="ef89764e-04ff-4f26-ae82-dcab267ecc66" TYPE="ext4" 
/dev/sdb1: UUID="2b824352-df2a-44c6-a547-838d46f526fa" SEC_TYPE="ext2" TYPE="ext3" 
/dev/loop1: LABEL="RHEL_6.0 x86_64 Disc 1" TYPE="iso9660" 
/dev/sda1: UUID="cec964af-1618-48ff-ac33-4ef71b9d3265" TYPE="ext4"

　　上述的 sda3 為根分區，編輯 /boot/grub/grub.conf 文件更新其對應的 UUID，其內容如下。

title Red Hat Enterprise Linux 6   
root (hd0,0)   
kernel /vmlinuz-2.6.32-71.el6.x86_64 \   
root=UUID=ef89764e-04ff-4f26-ae82-dcab267ecc66 rhgb quiet   
initrd /initramfs-2.6.32-71.el6.x86_64.img

　　更新 /etc/fstab

　　類似的我們也需要更新 /etc/fstab 里 /boot 分區對應的新 UUID，其內容如下。

#   
# /etc/fstab   
# Created by anaconda on Sun Mar 18 04:35:07 2012   
#   
# Accessible filesystems, by reference, are maintained under '/dev/disk'  
# See man pages fstab(5), findfs(8), mount(8) and/or blkid(8) for more info   
#   
UUID=ef89764e-04ff-4f26-ae82-dcab267ecc66 /                  ext4    defaults        1 1   
UUID=cec964af-1618-48ff-ac33-4ef71b9d3265 /boot              ext4    defaults        1 2   
UUID=7b1e0fac-ff06-492c-848d-497e2a38c54e swap               swap    defaults        0 0   
tmpfs                   /dev/shm                tmpfs   defaults        0 0   
devpts                  /dev/pts                devpts  gid=5,mode=620  0 0   
sysfs                   /sys                     sysfs   defaults        0 0   
proc                    /proc                    proc    defaults        0 0

　　現在我們的恢復步驟已經完成，重啟主機后 GRUB 中可見我們配置的系統列表。

　　圖 9. GRUB 菜單

　　至此 /boot 分區已恢復，系統可正常引導啟動。

　　圖 10. 系統啟動

　　總結

　　本文闡述了常見的 Linux 災難恢復技術和方法，及其出現嚴重災難時應注意的恢復順序，以確保 Linux 系統在出現災難時得以安全恢復。

責任編輯：黃丹來源： developerWorks

Linux 災難恢復