Как проверить и восстановить файловую систему

1. Введение

Файловая система — это структура, которая обеспечивает доступ, запись и хранение данных на диске. При сбоях питания, аппаратных ошибках, программных сбоях или некорректном отключении питания она может выйти из строя, что приведёт к потере данных или невозможности загрузки системы.

📉 Зачем проверять файловую систему?

• 💥 После резкого отключения питания или зависания системы;
• 📛 При возникновении I/O ошибок в журналах (dmesg, journalctl);
• 🧱 При монтировании раздела в режиме read-only без запроса пользователя;
• 🐌 При заметном падении производительности доступа к диску.

🔐 Когда проверка обязательна

Если при загрузке вы видите сообщение о невозможности монтировать раздел, либо система предлагает запустить fsck — откладывать нельзя.

В этой статье мы рассмотрим пошагово, как безопасно проверять и восстанавливать файловые системы ext4, XFS и Btrfs, используя штатные утилиты Linux.

2. Проверка и восстановление ext4: fsck, e2fsck

Для файловых систем ext2/ext3/ext4 используется классическая утилита fsck, с фактической реализацией через fsck.ext4 или e2fsck. Перед запуском утилиты крайне важно размонтировать раздел, чтобы избежать повреждения данных.

📤 Размонтирование перед проверкой

Обязательно размонтируйте файловую систему перед проверкой:

sudo umount /dev/sdX1

Если раздел используется системой, рекомендуется загрузиться с LiveCD.

🧪 Проверка файловой системы

Запуск проверки с исправлением ошибок:

sudo fsck.ext4 /dev/sdX1

Или эквивалентная команда:

sudo e2fsck /dev/sdX1

⚙️ Полезные флаги

• -n — только проверка (read-only), без изменений:

sudo fsck.ext4 -n /dev/sdX1

-y — автоматически подтверждать исправление всех ошибок:

sudo fsck.ext4 -y /dev/sdX1

⏱ Особенности ext4

• Благодаря журналированию проверка ext4 обычно быстрая, если не было жёстких сбоев.
• Иногда достаточно лишь выполнить fsck -n, чтобы убедиться в целостности.

🔁 Автоматическая проверка при загрузке

Параметры периодической проверки можно настроить с помощью tune2fs:

# Проверять каждые 30 монтирований или 1 месяц
sudo tune2fs -c 30 -i 1m /dev/sdX1

Также важно правильно указать приоритет проверки в /etc/fstab:

/dev/sdX1  /  ext4  defaults  0 1

3. Проверка и восстановление XFS: xfs_repair

Файловая система XFS использует собственный инструмент для проверки и восстановления — xfs_repair. Утилита fsck не применима к XFS и выдаст предупреждение при попытке запуска.

📤 Подготовка: размонтирование

sudo umount /dev/sdX1

🧪 Диагностика (только проверка)

Для безопасного анализа состояния файловой системы без внесения изменений используйте флаг -n:

sudo xfs_repair -n /dev/sdX1

Этот режим только анализирует состояние, не внося правок.

🔧 Восстановление (внесение исправлений)

Если были обнаружены проблемы, выполните полноценную проверку с восстановлением:

sudo xfs_repair /dev/sdX1

📌 Особенности и поведение

• ⚡ Очень быстрая проверка — подходит для больших файловых систем (терабайты и выше);
• 🔄 Проверка ориентирована на структуру метаданных — пользовательские данные могут быть потеряны, если они повреждены;
• 🛑 При критических сбоях может потребоваться удаление повреждённых каталогов или инодов.

4. Проверка и восстановление Btrfs: btrfs check

Файловая система Btrfs устроена иначе, чем ext4 и XFS: она автоматически восстанавливается за счёт контрольных сумм и встроенных механизмов целостности. Тем не менее, в случае ошибок Btrfs предлагает собственные инструменты проверки и ремонта.

🧪 Оффлайн-проверка

Проверка раздела должна выполняться на размонтированной файловой системе:

sudo umount /dev/sdX1
sudo btrfs check /dev/sdX1

✅ Онлайн-проверка: btrfs scrub

Btrfs поддерживает безопасную проверку целостности "на живую" с помощью scrub:

sudo btrfs scrub start -Bd /mountpoint

• -B — ждать завершения процесса (блокирующий режим);
• -d — выводить прогресс по данным.

Проверить результаты скраба:

sudo btrfs scrub status /mountpoint

🧯 Режим восстановления (только в крайних случаях)

Если файловая система серьёзно повреждена, можно использовать флаг --repair:

sudo btrfs check --repair /dev/sdX1

📊 Дополнительные полезные команды

• btrfs device stats / — показывает статистику ошибок на устройствах;
• btrfs filesystem show — выводит список Btrfs-томов и устройств;
• btrfs subvolume list / — проверка структуры подтомов (можно диагностировать утерю метаданных);

5. Что делать, если файловая система не монтируется

Иногда система отказывается монтировать раздел: ссылается на ошибки, предлагает запустить fsck, или просто «зависает» при старте. В таком случае необходимо действовать осторожно, не усугубляя проблему.

💿 Использование LiveCD/LiveUSB

Самый безопасный способ восстановления — загрузиться с Live-среды (например, Ubuntu Live, SystemRescueCD, Fedora Live) и работать с разделами «снаружи».

# Подключение Live-среды и открытие терминала
sudo lsblk        # посмотреть устройства
sudo fdisk -l     # уточнить разметку

🧾 Анализ логов ядра

Ошибки монтирования часто сопровождаются сообщениями в логе ядра. Проверить их можно через:

dmesg | tail -n 50
journalctl -xb | grep -i error

Сообщения вида EXT4-fs error или XFS (sda1): internal error помогут определить источник сбоя.

🔍 Временное монтирование в read-only для диагностики

Чтобы безопасно исследовать содержимое проблемного раздела (например, скопировать данные), можно примонтировать его в режиме «только для чтения»:

sudo mount -o ro /dev/sdX1 /mnt

Если монтирование прошло успешно — проверьте целостность вручную, скопируйте важные данные и затем проведите восстановление.

🧪 Проверка состояния диска (SMART)

Иногда проблема кроется в физическом износе или сбоях устройства хранения. Используйте smartctl для диагностики:

sudo smartctl -a /dev/sdX

• Проверьте наличие Reallocated_Sector_Ct, Pending_Sector, Offline_Uncorrectable
• Обратите внимание на Power_On_Hours и Wear_Leveling_Count для SSD

6. Автоматическая проверка при загрузке

В большинстве Linux-дистрибутивов предусмотрена автоматическая проверка ext2/ext3/ext4 при загрузке системы. Она может быть инициирована при определённом количестве монтирований, времени с последней проверки или по флагу в /etc/fstab.

⚙️ Настройка через tune2fs

Можно задать интервалы принудительной проверки для ext4:

sudo tune2fs -c 30 -i 1m /dev/sdX1

• -c 30 — проверять каждые 30 монтирований;
• -i 1m — проверять не реже одного раза в месяц (1d, 1w, 6m и т.п.).

Проверить текущие значения можно так:

sudo tune2fs -l /dev/sdX1 | grep -i 'mount count\|check interval'

📄 Параметр fs_passno в /etc/fstab

Финальный шаг — указать приоритет проверки в файле /etc/fstab:

/dev/sdX1  /      ext4  defaults  0 1
/dev/sdX2  /home  ext4  defaults  0 2

• Последнее число — fs_passno:
• 1 — корневая ФС, проверяется первой;
• 2 — второстепенные ФС (например, /home);
• 0 — не проверяется при загрузке.

7. Заключение

Для каждой файловой системы в Linux предусмотрены свои уникальные инструменты проверки и восстановления. Они не взаимозаменяемы и не совместимы между собой:

• 🧰 fsck и e2fsck — только для ext2/ext3/ext4
• 🧰 xfs_repair — только для XFS
• 🧰 btrfs check и scrub — только для Btrfs

✅ Профилактика — лучшее восстановление

• Регулярно проверяйте файловую систему в фоне или при загрузке (особенно для ext4);
• Перед запуском любых команд восстановления — делайте резервную копию раздела или создайте образ через dd;
• Используйте LiveCD для безопасной работы с "упавшими" разделами;
• Анализируйте SMART и аппаратное состояние носителя при систематических сбоях.

---

📘 Приложение: таблица инструментов по типу файловой системы

Соблюдая простые правила диагностики и восстановления, вы минимизируете риски потери данных и повышаете надёжность работы Linux-системы в целом.