Souborové systémy

Obsah 1 Na disk ukládáme: 2 Pojmy FS 2.1 Cluster 2.2 Žurnálování 2.3 Další vlastnosti 3 Typy souborových systémů 4 Příklady (diskových) FS: 4.1 NTFS 4.2 FAT/FAT32/exFAT 4.3 btrfs 4.4 ext2/ext3/ext4 4.5 HFS+ 4.6 swap 4.7 proc

Na disk ukládáme:

• data souborů
• metadata
  • pomocné informace, pomocí kterých data hledáme
  • vlastník souboru, název souboru, velikost, práva,...

Pojmy FS

Cluster

• Základní součást datové oblasti logického disku.
• Nejmenší počet sektorů, které mohou tvořit soubor.
• Vliv velikosti clusteru na výkon FS
• Velikost nastavujeme při formátování.
• Pro celý souborový systém musí být jednotná velikost.

Žurnálování

• defaultně struktury, jsou potvrzeny (commit) až po dokončení zápisu dat
• může být narušeno užitím cache v disku
• Princip:
  • Chci provádět diskovou operaci
    • mazat soubor
    • vytvářet soubor
    • vytvářet složku
    • ...
  • Postup akcí:
    • Nejprve do žurnálu zapíši, co budu provádět.
    • Pak provádím diskovou operaci.
    • Pokud se operace dokončí v pořádku, potvrdím ji v žurnálu.
  • Co když dojde k problému?
    • Právě prováděnou operaci musím odvolat.
• Neřeší ztrátu dat, která se zapisovala!
  • Zajišťuje, že nedojde k porušení souborového systému.

Další vlastnosti

• vytváření snímků (image)

Typy souborových systémů

• diskové
• síťové
  • nfs
  • smb
• paměťové
  • tmpfs
• virtuální
  • procfs
  • fdfs

Příklady (diskových) FS:

NTFS

• šifrování, komprese
• menší clustery než u FAT32
• názvy souborů v UTF8

FAT/FAT32/exFAT

• Pochází z MS-DOSu resp. Windows.
• Dnes na disketách a paměťových kartách
• FAT32
  • Nevýhody
    • delší jména souborů,
    • soubory velikosti až 2 GB.
    • Velké disky pouze za cenu vyšší velikosti clusteru.
    • Zastaralý
      • Princip zůstává stejný jako u FAT16.
    • Náchylný k chybám
      • nemá žurnálování
  • Výhody
    • široká podpora
      • HW zařízení
      • operační systémy
    • jednoduchý na implementaci
    • nemá žurnálování
• exFAT
  • jen Microsoft
  • rozšiřuje FAT32
  • odstraňuje omezení velikosti souboru
  • zřejmě může podporovat žurnálování, pokud to povolíme

btrfs

• Pokročilý souborový systém pro GNU/Linux, Solaris,...
• Subvoluming
  • Jeden FS může být rozprostřen přes více fyzických zařízení.
  • Prostor (raw storage) rozdělen na úseky (např. 1GB), které se pak spojují do subvolumes.
  • Nahrazuje LVM (Logical Volume Manager) a ZFS.
• Snapshots (snímky disku)
  • Ukládání současného stavu disku a změn oproti tomuto stavu.
• Copy on write
  • Vytváření kopie svazku při současné práci se svazkem.

ext2/ext3/ext4

• Vzájemně kompatibilní.
• ext3
  • en.wikipedia.org > Wiki > Ext3 <http://en.wikipedia.org/wiki/Ext3>
  • +
    • zpětně kompatibilní s ext2
    • žurnálování <#Freemind_Link_343852720>
      • defaultně struktury, jsou potvrzeny (commit) až po dokončení zápisu dat
      • může být narušeno užitím cache v disku
    • Podporuje POSIX ACL
      • Access Control Lists
  • -
    • není klasická defragmentace <#_Freemind_Link_1286303196>
    • fsck jen v režimu read-only
    • není transparentní komprese
• ext4
  • dnes nativní pro běžné uživatelské distribuce Linuxu
• BTRFS
  • <https://btrfs.wiki.kernel.org/index.php/Main_Page>
  • Historie
    • vyvinut firmou Oracle
    • dnes GPL
  • default pro Fedora 16 či 17
    • fedoraproject.org > Wiki > Features > F16BtrfsDefaultFs <http://fedoraproject.org/wiki/Features/F16BtrfsDefaultFs>
  • teprve se chystá podpora kontroly a opravy
  • Vlastnosti:
    • Velikost souboru až 2^64 B ~ 16 EiB
    • Dynamic i-node allocation
    • podpora svazků (volumes) a RAID
      • vestavěná ve FS
      • RAID 0, 1 a 10
      • chystá se RAID 5 a 6
    • kontrolní součty (checksumming)
    • body obnovení (snapshotting
      • uchová stav systému před ryzikovou operací
    • On-line defragmentation

HFS+

• MacOS X
• počítače Apple

swap

• Pro odkládání nepotřebných paměťových bloků na disk.
• Pod Windows se řeší speciálním souborem.

proc

• Pouze virtuální FS.
• Slouží k práci s procesy.