Особенности Ext4 / Хабр

Суперблок в линуксе

После форматирования диска или раздела сектора на диске разделены на небольшие группы. Такая группа секторов называется блоком. Размер блока может быть разным и задается как параметр ключа команды форматирования. Например

ключ -b задает размер блока в байтах, в данном случае размер блока будет 4096 байт

Размер блока может быть разным. Это зависит от типа файловой системы

Ext2 — 1Кб, 2Кб, 4Кб, 8Кб
Ext3 — 1Кб, 2Кб, 4Кб, 8Кб
Ext4 — от 1Кб до 64Кб

При выборе размера блока нужно учесть ряд моментов

Максимальный размер файла
Максимальный размер файловой системы
Производительность

Размер блока влияет на скорость чтения/записи с диска. Представим себе файл размеров в несколько сот мегабайт, который считывается с диска блоками по 1Кб. Тот же файл будет считываться быстрее если размер блока файловой системы будет 4Кб или 8Кб. Это ясно. Поэтому при форматировании имеет смысл задать блок большего размера, если планируется использовать файлы большого размера

Также верно и обратное утверждение. В случае хранения небольших файлов лучше использовать блоки минимального размера

Ядро Linux работает с размером блока файловой системы, а не с размером сектора диска (обычно 512 байт). Важно понимать, что размер блока файловой системы не может быть меньше размера сектора диска и всегда будет кратным ему. Также ядро ожидает, что размер блока файловой системы будет меньше или равно размеру системной страницы

Размер системной страницы можно увидеть выполнив команду

Группы блоков файловой системы

Блоки, о которых мы говорили ранее обьеденяются в группы блоков, что позитивно отражается на операциях чтения/записи так как уменьшается время чтения/записи больших обьемов данных

Файловая система EXT разбивает все доспупное пространство на группы блоков равного размера. Эти группы располагаются последовательно, одна за другой

Загрузочный блок

Группа блоков 1

Группа блоков 2

Группа блоков 3

Количество блоков в группе неизменно и может быть расчитано по формуле

Взглянем на вывод команды mke2fs

Отметим то, о чем говорили выше

Размер блока 4096 байт
800 блоковых групп
32768 блоков в группе (8*4096)

Также видны блоки в которых хранятся резервные копии суперблока

Так что же такое суперблок?

Самым простым определением суперблока могло бы быть следующее утверждение

Суперблок — это блок в котором хранятся метаданные файловой системы

Аналогично тому, как i-ноды хранят метаданные о файлах, суперблок хранит метаданные о файловой ситеме. Если вдруг суперблок поврежден, то не возможно будет примонтировать файловую систему. Обычно при загрузке система проверяет суперблок и при необходимости исправляет его, что в результате приводит к корректному монтированию файловых систем

Некоторые данные, которые хранятся в суперблоке. Например

Количество блоков в файловой системе
Количество свободных блоков в файловой системе
Количество i-нод в блоковой группе
Блоки в блоковой группе
Количество запусков файловой системы со времени последней проверки fsck
UUID файловой системы
Состояние файловой системы (была ли корректно размонтирована, обнаруженые ошибки и т.д.)
Тип файловой системы
Операционная система в которой была отформатирована данная файловая система
Время последнего монтирования
Время последней записи

Основная копия суперблока хранится в самой первой группе блоков. Она названа основной, потому что считывается системой в процессе монтирования файловой системы. Так как отсчет блоковых групп начинается с 0 то можно говорить о том, что суперблок хранится в начале блоковой группы 0

Суперблок весьма критичен для файловой системы. Поэтому в каждой блоковой группе есть копии суперблока. Это дает нам право думать, что поврежденный суперблок будет восстановлен всякий раз, когда это будет необходимо

Может показаться, что наличие в каждой блоковой группе резервных копий суперблока приводит к потреблению большого дискового пространства. Для этого в последних версиях систем была реализована функция «sparse_super» целью которой было создание резервных копий в группе блоков 0, 1, 3, 5, 7

Как увидеть, что хранится в суперблоке?

Для этого воспользуемся командой dumpe2fs

Еще один вывод команды показывает информацию о суперблоке

Как восстановить поврежденный суперблок?

Для начала нужно проверить файловую систему утилитой fsck

В случае если fsck обнаружила ошибку чтения суперблока можно попробовать сделать следующее:

Для начала определим где расположены резервные копии суперблока. Для этого выполняем

ключ -n говорит команде не создавать файловую систему, но показать вывод какой мог бы быть при реальном создании файловой системы

Далее восстановливаем суперблок из бекапа при помощи e2fsck

В данном случае в блоке 819200 хранится резервная копия суперблока. После применения команды пробуем снова монтировать файловую систему. Либо как вариант использовать ключ sb команды mount, который указывает на расположение копии суперблока

Особенности Ext4

Ext4 — это результат эволюции Ext3, наиболее популярной файловой системы в Linux. Во многих аспектах Ext4 представляет собой больший шаг вперёд по сравнению с Ext3, чем Ext3 была по отношению к Ext2. Наиболее значительным усовершенствованием Ext3 по сравнению с Ext2 было журналирование, в то время как Ext4 предполагает изменения в важных структурах данных, таких как, например, предназначенных для хранения данных файлов.

Это позволило создать файловую систему с более продвинутым дизайном, более производительную и стабильную и с обширным набором функций.

1. Совместимость

Любая имеющаяся файловая система типа Ext3 может быть конвертирована в Ext4 путём простой процедуры, состоящей из запуска пары команд в режиме «только чтение». Это означает, что вы можете повысить производительность и вместимость и улучшить возможности вашей имеющейся файловой системы без переформатирования и без переустановки ОС и программ. Если вы хотите получить преимущества Ext4 в production-системе, вы также можете обновить файловую систему. Эта процедура безопасна и не подвергает риску ваши данные (при этом, само собой, рекомендуется сделать резервную копию важных данных. Впрочем, это нужно делать, даже если вы не собираетесь менять файловую систему).

Ext4 будет использовать новые структуры только для новых данных, а старые при этом останутся неизменными. При необходимости их можно будет читать и изменять. Это безусловно означает, что, единожды сменив файловую систему на Ext4, вернуть Ext3 будет уже невозможно.

Также имеется возможность смонтировать файловую систему Ext3 как Ext4 без использования нового формата данных, что позволит впоследствии смонтировать её опять как Ext3. При этом, само собой, вы не сможете воспользоваться многочисленными преимуществами Ext4.

2. Больший размер файлов и файловой системы

На сегодняшний день максимальный размер файловой системы Ext3 равен 16 терабайтам, а размер файла ограничен 2 терабайтами. В Ext4 добавлена 48-битная адресация блоков, что означает, что максимальный размер этой файловой системы равен одному экзабайту, и файлы могут быть размером до 16 терабайт. 1 EB (экзабайт) = 1,048,576 TB (терабайт), 1 EB = 1024 PB (петабайт), 1 PB = 1024 TB, 1 TB = 1024 GB. Почему 48-битная, а не 64-битная? Имелся ряд ограничений, которые необходимо было бы снять, чтобы сделать Ext4 полностью 64-битной, и такой задачи перед Ext4 не ставилось. Структуры данных в Ext4 проектировались с учётом требуемых изменений, поэтому однажды в будущем поддержка 64 бит в Ext4 появится. Пока же придётся довольствоваться одним экзабайтом.

Примечание: код для создания файловых систем размером более 16 терабайт на момент написания этой статьи не содержится ни в одном из стабильных релизов e2fsprogs. В будущем он будет добавлен.

3. Масштабируемость подкаталогов

В настоящий момент один каталог Ext3 не может содержать более, чем 32000 подкаталогов. Ext4 снимает это ограничение и позволяет создавать неограниченное количество подкаталогов.

4. Экстенты

Традиционные файловые системы, произошедшие от Unix, такие как Ext3, используют схему непрямого отображения блоков для отслеживания каждого блока, отвечающего за хранение данных файла. Такой подход неэффективен для больших файлов, особенно при операциях удаления и усечения таких файлов, поскольку карта соответствия содержит по одной записи на каждый отдельный блок. В больших файлах блоков много, их карты соответствия большие, и обрабатываются они медленно.

В современных файловых системах применяется иной подход, основанный на так называемых экстентах. Экстент — это в общем-то набор последовательных физических блоков. Он как бы говорит нам: «Эти данные находятся в следующих n блоках». Например, файл размером в 100 мегабайт может храниться в единственном экстенте такого же размера, вместо того, чтобы быть разбитым на 25600 4-килобайтных блоков, адресуемых путём непрямого отображения. Огромные файлы можно разделить на несколько экстентов.

Благодаря применению экстентов улучшается производительность, а также уменьшается фрагментированность, поскольку экстенты способствуют непрерывному размещению данных.

5. Многоблочное распределение

Если в Ext3 нужно записать на диск новые данные, специальный механизм распределения блоков определяет, какие блоки из числа свободных будут для этого использованы. Проблема в том, что в Ext3 этот механизм распределяет в один присест только один блок (4 килобайта). Это означает, что, если нужно записать, скажем, ранее упомянутые 100 мегабайт данных, нужно будет обратиться к механизму распределения 25600 раз (речь идёт о каких-то 100 мегабайтах!). Мало того, что это неэффективно, это к тому же не позволяет оптимизировать политику распределения, поскольку соответствующий механизм не имеет понятия о реальном объёме данных, подлежащем записи, а знает только об одном-единственном блоке.

Ext4 использует механизм многоблочного распределения (multiblock allocator, mballoc) который позволяет распределить любое количество блоков с помощью единственного вызова и избежать огромных накладных расходов. Благодаря этому производительность существенно вырастает, что особенно заметно при отложенном распределении (см. ниже) с использованием экстентов. Эта возможность никак не влияет на формат данных.

Также можно отметить, что в механизм распределения блоков и inode в Ext4 получил и другие улучшения, подробно описанные в этом документе.

6. Отложенное распределение

Отложенное распределение представляет собой способ повышения производительности, не влияющий на формат данных и представленный в современных файловых системах, таких как XFS, ZFS, btrfs и Reiser 4.

Суть этого метода состоит в отсрочке выделения блоков насколько это возможно — по контрасту с подходом, применямым в традиционных файловых системах (таких как Ext3, reiser3 и т. д.): распределять блоки сразу, при первой возможности. Например, если процесс осуществляет запись вызовом write(), файловая система распределит блоки под запись немедленно — даже если данные пока не будут записываться на диск, а будут находиться какое-то время в кэше. Недостатки такого подхода, например, в том, что, если процесс непрерывно осуществляет запись в растущий файл, последовательные вызовы write() постоянно распределяют блоки данных, и при этом неизвестно, будет ли файл расти далее.

При использовании отложенного распределения блоки сразу не выделяются при обращении к write(). Вместо этого распределение откладывается до момента, когда файл будет записан из кэша на диск. Благодаря этому механизм получает возможность оптимизировать процесс распределения. Наибольший выигрыш получается при использовании двух ранее упомянутых возможностей — экстентов и многоблочного распределения, поскольку часто встречается ситуация, когда окончательный файл пишется на диск в виде экстентов, распределённых с помощью mballoc. Это даёт существенный прирост производительности, и иногда сильно снижает фрагментированность данных.

7. Быстрый fsck

Fsck — это очень медленная операция, особенно это касается её первой стадии, проверки всех inodes в файловой системе.

В Ext4 после inode-таблицы каждой группы хранится список неиспользованных inodes (снабжённый для надёжности контрольной суммой), поэтому fsck такие inodes не будет проверять. Результатом является уменьшение времени проверки от 2 до 20 раз, что зависит от количества используемых inodes (см. http://kerneltrap.org/Linux/Improving_fsck_Speeds_in_Ext4).

То, что список неиспользуемых inodes составляется fsck, а не Ext4, будет хорошо заметно, если вы запустите fsck, чтобы он построил список неиспользуемых inodes, и когда только следующий запуск fsck пройдёт быстрее (запуск fsck всё равно необходим при конвертировании Ext3 в Ext4).

Кроме того, на ускорение fsck влияет и другая особенность — «гибкие группы блоков», также они ускоряют и другие файловые операции.

8. Контрольные суммы журнала

Журнал является наиболее часто используемой частью диска, вследствие чего блоки, из которых он состоит, становятся особенно чувствительными к отказам оборудования. Более того, попытка восстановления при повреждённом журнале может привести к ещё более массовым повреждениям в данных. Ext4 подсчитывает контрольные суммы журнальных данных, что позволяет определить факт их повреждения. У этого есть и ещё одно преимущество: благодаря контрольным суммам можно превратить систему двухфазной фиксации журнала Ext3 в однофазную, что ускоряет файловые операции в отдельных случаях до 20 %, таким образом, улучшаются одновременно и надёжность, и производительность.

Примечание: часть, отвечающая за производительность — асинхронное протоколирование, — сейчас по умолчанию отключена, и будет включена в одном из последующих релизов, когда удастся добиться надёжной его работы.

9. Режим без журналирования

Журналирование обеспечивает целостность файловой системы путём протоколирования всех происходящих на диске изменений. Но оно также вводит дополнительные накладные расходы на дисковые операции. В некоторых особых ситуациях журналирование и предоставляемые им преимущества могут оказаться излишними. Ext4 позволяет отключить журналирование, что приводит к небольшому приросту производительности.

10. Онлайн-дефрагментация

Эта функция пока в разработке и будет включена в один из будущих релизов.

Хотя отложенное и многоблочное распределение и экстенты помогают уменьшить фрагментированность файловой системы, со временем она всё-таки может вырасти.

Например: вы создаёте три файла в одном каталоге и они расположены на диске друг за другом. Потом, однажды вы решаете обновить второй файл, и при этом файл становится несколько больше — так, что места для него становится недостаточно. При этом нет никаких других решений, кроме как отделить не вмещающийся фрагмент файла и положить его на другое место диска или выделить файлу последовательную область диска большего размера в другом месте, вдалеке от первых двух файлов, что приведёт к перемещениям головки диска, если приложению потребуется считать все файлы в каталоге (скажем, менеджер файлов будет создавать эскизы для файлов изображений).

Помимо этого, файловая система может заботиться только об определённых типах фрагментации и она не может знать, например, что она должна хранить все файлы, требуемые при загрузке, рядом друг с другом, поскольку она просто не знает, какие из них требуются при загрузке. Чтобы решить эту проблему, Ext4 будет поддерживать онлайн-дефрагментацию.

Также имеется утилита e4defrag, которая позволяет дефрагментировать как отдельные файлы, так и всю файловую систему.

11. Улучшения, связанные с inode

Бóльшие inodes, наносекундные временные метки, быстрые расширенные атрибуты, резервирование inodes…

Бóльшие inodes: Ext3 поддерживает inodes настраиваемого размера (путём указания mkfs параметра -I), однако размер inode по умолчанию — 128 байт. В Ext4 он будет 256 байт. Это потребовалось, чтобы вместить несколько дополнительных полей (таких как наносекундные временные метки и версии inode), а оставшееся в inode место будет использовано для хранения тех расширенных атрибутов, которые достаточно малы, чтобы там поместиться. Это позволит сделать доступ к таким атрибутам намного быстрее и улучшит производительность приложений, использующих их, в 3—7 раз.
Суть резервирования inode состоит в выделении нескольких inodes при создании каталога в ожидании того, что они будут использованы в будущем. Это улучшает производительность, потому что вновь создаваемые в этом каталоге файлы смогут использовать зарезервированные inodes. Поэтому создание и удаление файлов производится более эффективно.
Наносекундные временные метки (nanosecond timestamps) означают, что такие поля inode как, например, время модификации получают наносекундную точность (в Ext3 она была равна секунде).

12. Устойчивое прераспределение

Эта возможность, доступная уже в Ext3 в последних версиях ядра и эмулируемая glibc в файловых системах, которые её не поддерживают, позволяет приложениям заранее распределять дисковое пространство, сообщая о своих потребностях файловой системе. Та, в свою очередь, выделяет необходимое количество блоков и структур данных, но они пусты до тех пор, пока приложение в реальности не осуществит в них запись.

Это именно то, что делают, например, P2P-приложения, выделяя место для данных, которые появятся там только спустя часы или дни. Однако реализовано это намного более эффективно — на уровне файловой системы и с универсальным API.

Применений этому несколько: во-первых, чтобы предотвратить выполнение того же самого приложениями (такими как P2P), неэффективно заполняющими файлы нулями — нужные блоки будут выделены разом.

Во-вторых, чтобы снизить фрагментацию — опять же потому, что блоки выделяются однократно, настолько непрерывно, насколько это возможно.

В-третьих, чтобы гарантировать, что приложение будет иметь столько места, сколько ему требуется, что особенно важно для приложений, работающих в реальном времени, поскольку файловая система может вдруг переполниться в процессе выполнения важной операции.

Эта возможность доступна через интерфейс libc posix_fallocate().

13. Механизм «шлагбаумов» по умолчанию включен

Это опция, обеспечивающая целостность файловой системы ценой некоторой потери производительности (её можно отключить с помощью «mount -o barrier=0», рекомендуется сделать это при замерах производительности).

Выдержка из статьи LWN: «Код файловой системы обязан перед созданием записи фиксации [журнала] быть абсолютно уверенным, что вся информация о транзакции помещена в журнал. Просто делать запись в правильном порядке недостаточно; современные диски имеют кэш большого объёма и меняют порядок записи для оптимизации производительности. Поэтому файловая система обязана явно сообщить диску о необходимости записать все журнальные данные на носитель перед созданием записи фиксации; если сначала будет создана запись фиксации, журнал может быть повреждён. Блокирующая система ввода-вывода ядра предоставляет такую возможность благодаря использованию механизма «шлагбаумов» (barriers); проще говоря, «шлагбаум» запрещает запись любых блоков, посланных после него, до того момента, как всё, что было прислано перед «шлагбаумом», будет перенесено на носитель. При использовании «шлагбаумов» файловая система может гарантировать, что всё, что находится на диске, целостно в любой момент времени».

Что такое суперблок в Ext4

Первый элемент этой структуры (суперблок) — одинаков для всех групп, а все остальные — индивидуальны для каждой группы. Суперблок хранится в первом блоке каждой группы блоков (за исключением группы 1, в которой в первом блоке расположена загрузочная запись). Суперблок является начальной точкой файловой системы. Он имеет размер 1024 байта и всегда располагается по смещению 1024 байта от начала файловой системы. Наличие нескольких копий суперблока объясняется чрезвычайной важностью этого элемента файловой системы. Дубликаты суперблока используются при восстановлении файловой системы после сбоев.

Информация, хранимая в суперблоке, используется для организации доступа к остальным данным на диске. В суперблоке определяется размер файловой системы, максимальное число файлов в разделе, объем свободного пространства и содержится информация о том, где искать незанятые участки. При запуске ОС суперблок считывается в память и все изменения файловой системы вначале находят отображение в копии суперблока, находящейся в ОП, и записываются на диск только периодически. Это позволяет повысить производительность системы, так как многие пользователи и процессы постоянно обновляют файлы. С другой стороны, при выключении системы суперблок обязательно должен быть записан на диск, что не позволяет выключать компьютер простым выключением питания. В противном случае, при следующей загрузке информация, записанная в суперблоке, окажется не соответствующей реальному состоянию файловой системы.

Суперблок имеет следующую структуру.

Название поля	Тип	Комментарий
1.2em s_inodes_count	ULONG	Число индексных дескрипторов в файловой системе
s_blocks_count	ULONG	Число блоков в файловой системе
s_r_blocks_count	ULONG	Число блоков, зарезервированных для суперпользователя
s_free_blocks_count	ULONG	Счетчик числа свободных блоков
s_free_inodes_count	ULONG	Счетчик числа свободных индексных дескрипторов
s_first_data_block	ULONG	Первый блок, который содержит данные. В зависимости от размера блока, это поле может быть равно 0 или 1
s_log_block_size	ULONG	Индикатор размера логического блока: 0 = 1 Кб; 1 = 2 Кб; 2 = 4 Кб
s_log_frag_size	LONG	Индикатор размера фрагментов (кажется, понятие фрагмента в настоящее время не используется)
s_blocks_per_group	ULONG	Число блоков в каждой группе блоков
s_frags_per_group	ULONG	Число фрагментов в каждой группе блоков
s_inodes_per_group	ULONG	Число индексных дескрипторов (inodes) в каждой группе блоков
s_mtime	ULONG	Время, когда в последний раз была смонтирована файловая система
s_wtime	ULONG	Время, когда в последний раз производилась запись в файловую систему s_mnt_count USHORT Счетчик числа монтирований файловой системы. Если этот счетчик достигает значения, указанного в следующем поле ( s_max_mnt_count ), файловая система должна быть проверена (это делается при перезапуске), а счетчик обнуляется
s_max_mnt_count	SHORT	Число, определяющее, сколько раз может быть смонтирована файловая система
s_magic	USHORT	«Магическое число» ( 0xEF53 ), указывающее, что файловая система принадлежит к типу ex2fs
s_state	USHORT	Флаги, указывающее текущее состояние файловой системы (является ли она чистой ( clean ) и т.п.)
s_errors	USHORT	Флаги, задающие процедуры обработки сообщений об ошибках (что делать, если найдены ошибки)
s_pad	USHORT	Заполнение s_lastcheck ULONG Время последней проверки файловой системы
s_checkinterval	ULONG	Максимальный период времени между проверками файловой системы

s_creator_os	ULONG	Указание на тип ОС, в которой создана файловая система
s_rev_level	ULONG	Версия (revision level) файловой системы
s_reserved	ULONG[235]	Заполнение до 1024 байт

Next: Group Descriptors Up: Структура дискового раздела ext2 Previous: Структура дискового раздела ext2 Contents Index Alex Otwagin 2002-12-16

Файловая система Ext4

Техническое описание функциональных возможностей Ext4 как файловой системы в Linux. Изучение группы блоков Ext4: суперблок, блок описания группы, битовые карты, таблица индексных дескрипторов. Оценка стабильности, производительности и совместимости Ext4.

Рубрика	Программирование, компьютеры и кибернетика
Вид	курсовая работа
Язык	русский
Дата добавления	12.04.2013
Размер файла	31,6 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

«Московский государственный технический университет

имени Н.Э. Баумана»

(МГТУ им. Н.Э. Баумана)

Факультет «Информатика и системы управления»

Кафедра «Компьютерные системы и сети»

КУРСОВАЯ РАБОТА

на тему: «Файловая система Ext4»

Студент: Порядин И.А.

Преподаватель: Пугачев Е.К.

Оглавление

1. Новые возможности ext4 (в сравнении с ext3)

2. Структура группы блоков

2.2 Блок описания группы

2.3 Битовые карты

2.4 Таблица индексных дескрипторов

Список использованных источников

Введение

Ext4 — это результат эволюции Ext3, наиболее популярной файловой системы в Linux. Впервые экспериментальная поддержка ext4 была выпущена в виде патча для Linux версий 2.6.19-rc1-mm1 и 2.6.19-rc1-git8 10 октября 2006 года программистом Эндрю Мортоном. В настоящее время по умолчанию используется в следующих ОС:

— Ubuntu начиная с версии 9.1

— Mandriva Linux 2010

— Red Hat Enterprise Linuх начиная с версии 6

Кроме этого, поддерживается в Ubuntu 9.04, Debian 6.0, Fedora 9.

В системах Windows доступ к томам с ext4 возможен посредством использования технологии coLinux. Поддержка Просмотра/Чтения реализована в программе Ext2read. Частичный функционал работы с ext4 на уровне драйвера Windows реализован в Ext2Fsd Project.

1. Новые возможности ext4 (в сравнении с ext3)

В современных файловых системах применяется иной подход, основанный на так называемых экстентах. Экстент — это в общем-то набор последовательных физических блоков. Он как бы говорит нам: «Эти данные находятся в следующих n блоках». Например, файл размером в 100 мегабайт может храниться в единственном экстенте такого же размера, вместо того, чтобы быть разбитым на 25600 4-килобайтных блоков, адресуемых путём непрямого отображения. Экстенты позволяют адресовать большое количество (до 128 MB) последовательно идущих блоков одним дескриптором. До 4х указателей на экстенты может размещаться непосредственно в индексном дескрипторе, что достаточно для файлов маленького и среднего размера.

48-битные номера блоков

Выделение блоков группами (multiblock allocation)

Если в Ext3 нужно записать на диск новые данные, специальный механизм распределения блоков определяет, какие блоки из числа свободных будут для этого использованы. Проблема в том, что в Ext3 этот механизм распределяет за один подход только один блок (4 килобайта). Это означает, что, если нужно записать, скажем, 100 мегабайт данных, нужно будет обратиться к механизму распределения 25600 раз. Мало того, что это неэффективно, это к тому же не позволяет оптимизировать политику распределения, поскольку соответствующий механизм не имеет понятия о реальном объёме данных, подлежащем записи, а знает только об одном-единственном блоке.

Ext4 использует механизм многоблочного распределения (multiblock allocator, mballoc) который позволяет распределить любое количество блоков с помощью единственного вызова и избежать огромных накладных расходов. Файловая система хранит не только информацию о местоположении свободных блоков, но и количество свободных блоков, идущих друг за другом. При выделении места файловая система находит такой фрагмент, в который данные могут быть записаны без фрагментации. Это снижает уровень фрагментации файловой системы в целом. Благодаря этому производительность существенно вырастает, что особенно заметно при отложенном распределении с использованием экстентов. Эта возможность никак не влияет на формат данных.

Отложенное выделение блоков (delayed allocation)

При использовании отложенного распределения блоки сразу не выделяются при обращении к write(). Вместо этого распределение откладывается до момента, когда файл будет записан из кэша на диск. Благодаря этому механизм получает возможность оптимизировать процесс распределения — операции выделения блоков можно делать не по одной, а группами, что в свою очередь минимизирует фрагментацию и ускоряет процесс выделения блоков. С другой стороны, увеличивает риск потери данных в случае внезапного пропадания питания.

Превышен лимит в 32000 каталогов.

В ext3, если не использовать специальные патчи, в одном каталоге можно было создать не более 32000 подкаталогов (или, если быть совсем точным, до 65535 каталогов, но только изменяя константы ядра). Ext4 снимает это ограничение и позволяет создавать неограниченное количество подкаталогов.

Резервирование индексных дескрипторов при создании каталога (directory inodes reservation)

При создании каталога резервируется несколько индексных дескрипторов. Впоследствии, при создании файлов в этом каталоге сначала используются зарезервированные индексные дескрипторы, и если таких не осталось, выполняется обычная процедура.

Увеличенный размер индексного дескриптора

Размер (по умолчанию) увеличен с 128 до 256 байтов. Это дало возможность реализовать те преимущества, которые перечислены ниже.

Временные метки с наносекундной точностью (nanosecond timestamps)

Более высокая точность времён, хранящихся в индексных дескрипторах. Диапазон хранящихся времён тоже расширен: если раньше верхней границей хранимого времени было 18 января 2038 года, то теперь это 25 апреля 2514 года

Версия индексного дескриптора

В индексном дескрипторе появился номер, который увеличивается при каждом изменении файла. Это будет использоваться, например, в NFSv4, для того чтобы узнавать, изменился ли файл.

Хранение расширенных атрибутов в индексном дескрипторе (EA in inode)

Хранение расширенных атрибутов, таких как ACL, атрибутов SELinux и прочих, позволяет повысить производительность. Атрибуты, для которых недостаточно места в индексном дескрипторе, хранятся в отдельном блоке размером 4KB. Предполагается снять это ограничение в будущем.

Контрольное суммирование в журнале (Journal checksumming)

Режим без журналирования

Предварительное выделение (persistent preallocation)

Сейчас для того, чтобы приложению гарантированно занять место в файловой системе, оно заполняет его нулями. В ext4 появилась возможность зарезервировать множество блоков для записи и не тратить на инициализацию лишнее время. Если приложение попробует прочитать данные, оно получит сообщение о том, что они не проинициализированы. Таким образом, несанкционированно прочитать удалённые данные не получится. Плюсы предварительного выделения:

— предотвращение выполнение того же самого приложениями, неэффективно заполняющими файлы нулями — нужные блоки будут выделены разом

— снижение фрагментации — опять же потому, что блоки выделяются однократно, настолько непрерывно, насколько это возможно.

— приложение будет иметь столько места, сколько ему требуется, что особенно важно для приложений, работающих в реальном времени, поскольку файловая система может вдруг переполниться в процессе выполнения важной операции.

Дефрагментация без размонтирования (online Defragmentation)

Хотя отложенное и многоблочное распределение и экстенты помогают уменьшить фрагментированность файловой системы, со временем она всё-таки может вырасти. Например, вы создаёте три файла в одном каталоге и они расположены на диске друг за другом. Потом, однажды вы решаете обновить второй файл, и при этом файл становится несколько больше — так, что места для него становится недостаточно. При этом нет никаких других решений, кроме как отделить не вмещающийся фрагмент файла и положить его на другое место диска или выделить файлу последовательную область диска большего размера в другом месте, вдалеке от первых двух файлов, что приведёт к перемещениям головки диска, если приложению потребуется считать все файлы в каталоге (скажем, менеджер файлов будет создавать эскизы для файлов изображений). Помимо этого, файловая система может заботиться только об определённых типах фрагментации и она не может знать, например, что она должна хранить все файлы, требуемые при загрузке, рядом друг с другом, поскольку она просто не знает, какие из них требуются при загрузке. Чтобы решить эту проблему, Ext4 будет поддерживать онлайн-дефрагментацию. файловая система битовая карта индексный дескриптор

Неинициализированные блоки (uninitialised groups)

Пока не реализовано. Позволяет ускорить проверку файловой системы с помощью процедуры fsck. Блоки, отмеченные как неиспользуемые, проверяются группами, и детальная проверка производится, только если проверка группы показала, что внутри есть повреждения. Предполагается, что эта возможность может очень сильно ускорить процесс проверки целостности файловой системы; в зависимости от способа размещения данных время проверки будет составлять от 1/2 до 1/10 от нынешнего.

Механизм «шлагбаумов» по умолчанию включен

Это опция, обеспечивающая целостность файловой системы ценой некоторой потери производительности (её можно отключить). Код файловой системы обязан перед созданием записи фиксации журнала быть абсолютно уверенным, что вся информация о транзакции помещена в журнал. Просто делать запись в правильном порядке недостаточно; современные диски имеют кэш большого объёма и меняют порядок записи для оптимизации производительности. Поэтому файловая система обязана явно сообщить диску о необходимости записать все журнальные данные на носитель перед созданием записи фиксации; если сначала будет создана запись фиксации, журнал может быть повреждён. Блокирующая система ввода-вывода ядра предоставляет такую возможность благодаря использованию механизма «шлагбаумов» (barriers); проще говоря, «шлагбаум» запрещает запись любых блоков, посланных после него, до того момента, как всё, что было прислано перед «шлагбаумом», будет перенесено на носитель. При использовании «шлагбаумов» файловая система может гарантировать, что всё, что находится на диске, целостно в любой момент времени.

2. Структура группы блоков

Каждая группа блоков состоит из следующих частей: суперблок, описание группы, резервные блоки, битовая карта блоков, битовая карты индексных дескрипторов, таблица индексных дескрипторов, блоки данных (таблица 1).

Linux — файловые системы ext3 и ext4

При работе с Linux вы можете выбирать тип файловой системы, как и многие другие параметры. Вероятнее всего, вы будете работать с разделами Linux, на которых используется одна из расширенных файловых систем, поддерживаемых всеми дистрибутивами Linux и являющихся надежными готовыми решениями.

История расширенной файловой системы (ext) начинается с самых ранних дней Linux. В свое время эта файловая система позволила устранить ограничение на размер файла в 2 ГБ, но была чрезвычайно подвержена фрагментации. Поэтому вскоре после выпуска первой расширенной файловой системы была разработана ее вторая версия (ext2), устраняющая ряд дополнительных ограничений (например, максимальный размер файла был увеличен до 4 ТБ). Файловая система ext2 быстро стала общепринятым стандартом Linux, но продолжала развиваться вместе с развитием этой операционной системы. Таким образом, на сегодняшний день мы имеем еще две версии расширенной файловой системы – третью (ext3) и четвертую (ext4).

Обратите внимание на то, что все команды в листингах этой статьи начинаются с символов $ или # , которые имеют в командном интерпретаторе Linux определенные значения. Символ $ в командной строке означает, что пользователь работает с обычными правами, тогда как символ # означает, что пользователь имеет привилегии учетной записи root (т. е. является администратором). Когда вы встречаете в листингах команду, начинающуюся с символа # , то для ее выполнения у вас должен быть доступ к команде sudo или к учетной записи пользователя root, позволяющей выполнить команду напрямую.

Дисковые файловые системы Linux

По большей части в этой статье обсуждается работа с семейством расширенных файловых систем Linux (ext). Однако среди прочих файловых систем Linux поддерживает и множество дисковых файловых систем, например, XFS, ReiserFS, Btrfs (B-tree File System) и JFS (IBM Journaled File System). В зависимости от задач, выполняемых на вашем компьютере и в вашей рабочей среде, какие-то из этих файловых систем могут оказаться более подходящими, чем расширенная файловая система. Тем не менее знакомство с расширенной файловой системой является хорошей отправной точкой, поскольку в большинстве дистрибутивов Linux по умолчанию используется файловая система ext3 или ext4.

Файловая система ext3 является результатом дальнейшего развития более ранней файловой системы ext2 и широко используется в настоящее время. Одним из важных принципиальных отличий ext3 от ext2 является наличие журналирования. Файловая система ext3 обратно совместима с ext2, поэтому для перехода с ext2 на ext3 нет необходимости повторно разбивать диск на разделы. Обычно для этого достаточно запустить команду tune2fs –j с привилегиями пользователя root. Например, если файловая система ext2 используется на втором разделе первого жесткого диска, то для ее преобразования в ext3 достаточно запустить команду tune2fs -j /dev/sda2 .

Помимо журналирования, в ext3 реализован и ряд других улучшений по сравнению с ext2, например, повышенная скорость и надежность. Не обладая возможностями журналирования, файловая система ext2 страдала из-за «грязных» перезагрузок операционной системы (например, в случае непредвиденного отключения электропитания или краха системы). Во время загрузки компьютера каждую файловую систему ext2 нужно было проверять перед ее монтированием. Учитывая современные объемы файловых систем, время проверки целостности в большинстве случаев оказывается неприемлемым, поскольку этот долгий процесс существенно снижает доступность системы. В журналируемых файловых системах (как, например, NTFS) данные записываются на диск и помечаются либо как целостные, либо как нецелостные. Поэтому при «грязной» перезагрузке проверяются только те файлы, помеченные как нецелостные, что устраняет необходимость проверки всей файловой системы. В ext3 предусмотрено три режима журналирования:

Journal. Полное журналирование данных. Записываются не только метаданные, но и сами данные. Это самый медленный режим.
Ordered. Формально записываются только метаданные, но этот способ может устранять повреждения, связанные с отложенной записью, поскольку сначала выполняется запись в блоки данных.
Writeback. Журналируются только метаданные, но не сами данные. Это самый быстрый режим.

Последней версией расширенной файловой системы на сегодняшней день является файловая система ext4, обратно совместимая с ext2 и ext3. По сравнению с ext3 в ext4 реализован ряд улучшений, в основном касающихся скорости и надежности. Файловая система ext4 имеется в Linux с версией ядра 2.6.28 и выше.

В таблице 1 показаны некоторые основные характеристики наиболее распространенных файловых систем Linux, которые помогут вам планировать схемы разделов или преобразовывать существующие разделы.

Эволюция расширенной файловой системы

Файловая система
Extended file system	(приблизительно с 1991 г.) Самая ранняя файловая система Linux. Недостатком этой файловой системы является чрезмерная фрагментация.
Ext2	(приблизительно с 1993 г.) Эта файловая система обладает высокой надежностью, но в ней отсутствует журналирование. После внезапной перезагрузки или сбоя системы для всей файловой системы запускается команда fsck .
Ext3	(приблизительно с 2001 г.) Эта файловая система может содержать 32 000 поддиректорий, поддерживает журналирование и обратно совместима с файловой системой ext2.
Ext4	(приблизительно с 2008 г.) Эта файловая система может содержать 64 000 поддиректорий, позволяет полностью отключить журналирование (в отличие от ext3) и обратно совместима с файловыми системами ext2 и ext3.

Как хранятся данные в расширенной файловой системе Linux

В файловой системе Linux хранятся два типа данных. Первый тип – это пользовательские данные (обычные файлы и директории, с которыми работают пользователи). Файлы также могут быть четырех типов: обычные файлы, ссылки, именованные каналы (FIFO) и сокеты.

Возможно, вы слышали выражение «В Linux все является файлами или процессами». Это выражение подразумевает тот факт, что в Linux отсутствует концепция системного реестра. Вместо этого все объекты хранятся в виде одного из четырех типов файлов. Другой тип данных, хранящихся в файловой системе – это метаданные, являющиеся индексными дескрипторами (index node) и обычно называемые inode. Индексные дескрипторы являются способом индексации атрибутов файлов в Linux. Каждый файл имеет свой inode, который обычно содержит следующую информацию:

Размер файла.
Владельцы файла (пользователь и группа).
Файловые разрешения.
Количество жестких и мягких ссылок.
Время последнего доступа и изменения файла.
Информацию о списке контроля доступа (ACL).
Любые дополнительные атрибуты, определенные для файла (например, признак неизменяемости).

В листинге 1 приведен пример использования команды stat , позволяющей получить информацию, хранящуюся в inode.
Листинг 1. Использование команды stat

В листинге 1 команда была выполнена для файла /etc/services. В результате ее выполнения мы получили в наглядном виде всю информацию индексного дескриптора и файловые атрибуты.

Директории

При работе в командной строке Linux вы будете видеть файловые папки, часто называемые директориями. Директории служат для тех же целей, что и папки Windows или папки графического интерфейса Linux. Но в действительности директории – это всего лишь пустые файлы для упорядочения других файлов или даже директорий.

Все директории упорядочены в иерархическую структуру, начинающуюся с корневой директории (/). В действительности это лишь логическое упорядочение, поскольку не все директории располагаются в одном разделе файловой системы. Фактически, если вы монтируете сетевую файловую систему (например, NFS), точка монтирования будет располагаться где-то в этой иерархической структуре ниже корневой директории. В этом заключается существенное отличие от Windows, где вы привыкли к тому, что диск C обычно содержит дисковую файловую систему, а последующие файловые системы (подключенные сетевые ресурсы, дисководы CD-ROM и USB-накопители) смонтированы в виде отдельных дисков — D, E, F и так далее.

Суперблок

На самом верхнем уровне вся информация о самой файловой системе хранится в т. н. суперблоке. Хотя работа с суперблоком может не представлять особого интереса, понимание концепции использования команды dump2fs может помочь вам получить полное представление о концепциях хранения данных в файловой системе.

В листинге 2 приведен пример, в котором мы получаем информацию о разделе, расположенном на устройстве /dev/sda1 (в нашем случае это раздел /boot). В конструкции grep -i superblock мы используем команду grep без учета регистра для вывода информации, содержащей строку superblock .
Листинг 2. Использование dumpe2fs для получения информации суперблока

Просмотр статуса файловой системы

Естественно, вам захочется настроить базовые параметры файловой системы, такие как распределение дискового пространства, контрольные точки безопасности и заданный уровень производительности. В арсенале GNU имеется множество инструментов для работы с файловой системой. Наиболее распространенные команды – это df , du , fsck и fdisk , а также iostat и sar (эти команды не столь популярны, но не менее полезны).

Команды du и df

Команды df и du используются для получения информации об использовании диска и свободном дисковом пространстве. Команда du -csh /var показывает размер файлов в директории /var. Если необходимо получить информацию о вложенных поддиректориях директории /var, то нужно выполнить команду du -h .

Команда df -h выводит информацию об использовании файловыми системами дискового пространства для всех точек монтирования в удобочитаемом ( -h ) формате:

Команда fsck

Команда fsck используется для проверки файловой системы и при необходимости ее восстановления. Например, если вам необходимо проверить на наличие ошибок раздел, расположенный на устройстве /dev/sda2, то введите команду fsck /dev/sda :

Примечание. Эту команду следует запускать на несмонтированной файловой системе.

В вышеприведенных примерах все задачи выполнялись в однопользовательском режиме. Раздел /var, расположенный на устройстве /dev/sda3, сначала был демонтирован. Команда fsck не обнаружила каких-либо ошибок, в противном случае она попыталась бы исправить их.

Команда iostat

Команда iostat выводит статистику дисковых операций ввода/вывода.

В этом примере демонстрируется, как можно использовать команду iostat для получения информации об операциях чтения/записи, а также общей статистики. Обратите внимание на то, что по умолчанию эта команда выводит информацию об операциях чтения/записи для всех устройств, а в верхней строке отображает общую статистику использования.

Команда sar

Команда sar выводит значения системных счетчиков, подобно программе Performance Monitor операционной системы Windows. Команду sar можно использовать для отображения прошлых значений или для вывода счетчиков в реальном времени:

В этом примере команда sar выводит пять значений счетчиков, обновляемых через каждые 4 секунды.

Оптимизация и тонкая настройка файловой системы

Одной из ответственных задач системного администратора является обеспечение доступа к данным пользователей за определенное время. Так же, как и в операционной системе Windows, наблюдение за производительностью системы является в Linux одной из главных задач. Как и производительность сети, производительность дисковой подсистемы чтения/записи может стать узким местом в системе, поэтому она требует оптимизации и тонкой настройки.

Для настройки файловой системы можно использовать следующие методы:

Применить инструмент tune2fs .
Изменить точки монтирования в файле /etc/fstab.
Изменить параметры ядра.

Настройка с помощью tune2fs

Утилита командной строки tune2fs используется для настройки параметров жесткого диска. Например, если у вас имеются директории большого объема на разделе с файловой системой ext3, то можно ускорить обращения к ним с помощью хешированных b-деревьев, для чего используется переключатель tune2fs dir_index :

Команду tune2fs следует запускать с привилегиями пользователя root. Переключатель -O определяет опцию для указанного раздела.

Монтирование с использованием специальных опций

Процесс, после которого файловая система становится доступной для использования, называется монтированием файловой системы. На практике для этого используется команда mount . Когда вы включаете компьютер с Linux, то система должна знать, как монтировать доступные файловые системы. Для этих целей служит файл /etc/fstab. Как и любые другие конфигурационные файлы Linux, этот файл можно редактировать с помощью любого текстового редактора, например, vi или vim . Внутри файла /etc/fstab указаны точки монтирования различных файловых систем. При настройке параметров монтирования используется четвертый столбец. Например, чтобы отключить аудит времени последнего доступа к файлам для определенной файловой системы (что потенциально может повысить производительность), можно добавить опцию noatime . Если у вас имеется файловая система, в которую пользователи не должны записывать данные (например, если в ней хранятся архивы), то можно смонтировать ее с опцией ro («только для чтения»).

Для изменения параметров монтирования в файле /etc/fstab используйте следующую командную строку:

Все изменения, которые вы вносите в файл /etc/fstab, вступают в силу после перезагрузки компьютера. Чтобы применить их без перезагрузки, можно демонтировать и повторно смонтировать затрагиваемую файловую систему с помощью команды mount :

Если раздел можно демонтировать в текущей рабочей среде, то команда mount -o remount позволит избежать перезагрузки системы после изменения файла /etc/fstab.

Настройка параметров ядра

Для просмотра и изменения параметров ядра используется команда sysctl . Чтобы получить список параметров, относящихся к файловой системе, и их текущие значения, выполните команду sysclt -a | grep fs , как показано в листинге 3.
Листинг 3. Просмотр параметров ядра, относящихся к файловой системе

В листинге 3 показан фрагмент списка параметров ядра, относящихся к файловой системе и отфильтрованных с помощью команды grep . Изменить эти параметры можно с помощью команды sysclt -w . Например, если ваш сервер обрабатывает большое количество мелких файлов и на нем постоянно возникают ошибки с сообщением «running out of file handles» (недостаточно обработчиков файлов), то можно увеличить максимальное число дескрипторов открытых файлов с помощью команды sysclt -w file-max=xxxxxx , где xxxxxx – необходимое максимальное количество обработчиков.

Любые изменения, сделанные с помощью sysctl , работают до первой перезагрузки. Чтобы эти изменения действовали после перезагрузки, необходимо открыть файл /etc/sysconf в любом текстовом редакторе и внести изменения в него. В этом файле содержатся не все параметры ядра, поэтому если вы не нашли в нем нужный параметр, то просто добавьте его вместе с нужным значением.

Фрагментация

Обычно дефрагментацию диска выполняют при его фрагментации более 20%. При создании расширенной файловой системы около 5% дискового пространства резервируется для системных задач во избежание необходимости дефрагментации. Если говорить кратко, то в обычных условиях вам не нужно беспокоиться о выполнении дефрагментации. Тем не менее это не означает, что современное поколение расширенных файловых систем совершенно не подвержено фрагментации. Если вы подозреваете, что файл фрагментирован, это можно проверить с помощью команды filefrag . Опция -v позволяет получить более подробную информацию.

Linux — файловые системы ext3 и ext4: 3 комментария

Этот обзац влез в описание inods… Поправить бы..
Учетная запись обычного пользователя и команды с привилегиями пользователя root

Экстенты, файлы, суперблоки. Как работают файловые системы ext3 и ext4 и как в них восстанавливать данные

Каждый, кто работал в Linux, хотя бы однажды удалял ценный файл, а то и весь корневой каталог целиком! rm -rf живее всех живых, резервной копии нет (а должна бы быть!), времени на поиски и выбор утилит для восстановления — тоже. Как же быть?

В 2006 году вышла в свет книга Криса Касперски «Восстановление данных», которая быстро стала бестселлером. Сейчас эта книга готовится к переизданию. Мы публикуем отрывок из этой книги, посвященный восстановлению данных в файловых системах ext.

Ошибочное удаление файлов в *NIX — это достаточно распространенное явление, наверное, даже более частое, чем в мире Microsoft. Под Windows большинство файловых операций выполняется вручную с помощью проводника или других интерактивных средств типа FAR или Total Commander. Интерактивные среды есть и в Linux (KDE, GNOME, XFCE…), но немалая часть фанатов Linux — поклонники командной строки. Командная же строка — это регулярные выражения и скрипты, то есть автоматизированные средства управления — мощные, удобные и, при неправильном использовании, разрушительные. Малейшая небрежность — и можешь навсегда попрощаться со своими файлами!

Перефразируя Булгакова, можно сказать: мало того что файл смертен, так он еще и внезапно смертен! Беда никогда не предупреждает о своем приходе, и администратору приходится быть постоянно начеку. Несколько секунд назад все было хорошо: цвела весна, винчестер оживленно стрекотал всеми своими головками, администратор отхлебывал кофе из черной кружки с надписью root, как вдруг сотни гигабайт ценнейших данных внезапно разлетелись на мелкие осколки. Все силы брошены на разгребание завалов и спасение всех, кого еще можно спасти.

Доступность исходных текстов драйвера файловой системы значительно упрощает исследование ее внутренней структуры, которая, кстати говоря, очень проста. Поэтому восстановление данных на разделах ext2/3/4 — задача тривиальная.

Знакомьтесь! Семейство расширенных файловых систем

Изначально Linux был чем‑то вроде вольного пересказа ОС Minix, разработка велась под ней же, и работали первые версии Linux на файловой системе Minix. Называлась та незамысловато — MINIX file system — и, в свою очередь, была вдохновлена файловой системой UNIX — UFS. Но, поскольку сама Minix разрабатывалась скорее в учебных целях, ее файловая система не обладала широкими возможностями. Например, размер раздела не мог превышать 64 Мбайт, а максимальная длина имени файла — 14 или 30 символов в зависимости от версии. Чтобы преодолеть такие ограничения, начали разрабатывать собственную ФС для Linux.

Немного об истоках

Новая файловая система расширяла возможности MINIXfs, за что, видимо, и получила название extended filesystem. Первая реализация расширенной файловой системы, ext fs, увидела свет в 1992 году в ядре Linux версии 0.96c. Теперь приверженцы Linux были ограничены двумя гигабайтами для раздела, а файлы могли иметь имя длиной до 255 символов. Тем не менее эта ФС была все еще сравнительно проста, поэтому дальнейшее ее развитие не заставило себя долго ждать. Примерно в это же время, кстати, в Linux появился такой уровень абстракции, как виртуальная файловая система (VFS), облегчающий добавление поддержки новых ФС в ядро.

С появлением через пару лет ext2 максимальные размеры файла и файловой системы возросли до 16 Гбайт и 2 Тбайт соответственно (при размере блока 1 Кбайт). Часть блоков (обычно 5%) теперь резервировалась под рут, не позволяя обычным пользователям заполнить весь раздел без остатка. Тогда эта ФС стала практически стандартом де‑факто на линуксах, а ее реализации, говорят, были и под NT.

Поколение ext3

Третья расширенная файловая система (Third extended file system, ext3) появилась почти двадцать лет назад в одной из версий Linux 2.4.14. Она во многом напоминает свою предшественницу, ext2, но отличается поддержкой журналирования (в терминологии NTFS — транзакций). В отличие от ext2fs, она намного бережнее относится к массиву каталогов, хотя, как мы увидим чуть далее, нам это не сильно поможет.

Продолжение доступно только участникам

Вариант 1. Присоединись к сообществу «Xakep.ru», чтобы читать все материалы на сайте

Членство в сообществе в течение указанного срока откроет тебе доступ ко ВСЕМ материалам «Хакера», позволит скачивать выпуски в PDF, отключит рекламу на сайте и увеличит личную накопительную скидку! Подробнее

Вариант 2. Открой один материал

Заинтересовала статья, но нет возможности стать членом клуба «Xakep.ru»? Тогда этот вариант для тебя! Обрати внимание: этот способ подходит только для статей, опубликованных более двух месяцев назад.

Русские Блоги

Принцип файловой системы linux, суперблок супер, inode

1. Характеристики файловой системы:

Традиционное высказывание: раздел — это файловая система, а файловая система — это раздел жесткого диска. Позже, в связи с появлением технологии LVM, раздел можно отформатировать в несколько файловых систем, поэтому теперь он называется: данные, которые можно смонтировать, представляют собой файловую систему, а не раздел диска.

При форматировании диска загрузочный сектор и группы блоков файловой системы разделяются и фиксируются.
Состав файловой системы:
1. Размер блока: размер отформатированного блока данных. Ext2 поддерживает 1 КБ, 2 КБ, 4 КБ, что определяет, что размер отдельного файла не превышает 2 ТБ, а максимальная емкость файловой системы не превышает 16 ТБ.
2. Суперблок: Запишите общую информацию обо всей файловой системе, включая общее количество индексов и блоков данных, использование, оставшееся количество, формат файловой системы и связанную информацию. Каждая группа блоков может содержать суперблок, но кроме первого. Что касается полезности первичного суперблока, другие суперблоки используются в качестве резервных копий для первого суперблока и называются Резервным суперблоком.
3. Таблица inode: после форматирования определяется количество и размер inodes. Фиксированный размер — 128B, а новый размер ext4 — 256B. Он записывает чтение, запись, группировку файлов, atime, ctime, mtime и т. Д. Один файл занимает один Inode также записывает номер блока, в котором расположен файл. Inode содержит 12 областей прямой, 1 косвенную, 1 двойную косвенную и 3 области косвенной записи. Эти промежуточные области записываются с использованием блоков данных.
4. Блок данных: Фактическая запись содержимого файла. Если файл слишком большой, будет занято несколько блоков.
5. Загрузочный сектор: перед каждой файловой системой есть загрузочный сектор. Этот загрузочный сектор может безопасно загружать загрузочный раздел. С этим разделом нет необходимости разбивать MBR, покрывающую весь диск, чтобы поддерживать многопользовательский загрузочная среда.
1. Размер и количество блоков не могут быть изменены при форматировании диска.
2. Каждый блок может хранить данные не более одного файла.
3. Если размер файла превышает размер блока, один файл будет занимать несколько блоков данных.
4. Если файл слишком мал, оставшееся пространство блока больше нельзя использовать (пустая трата места).
Интеллектуальная рекомендация

Phalcon создает многомодульную структуру 22: зарегистрируйте сервис URL

Компонент Phalcon Mvc Url отвечает за создание URL-адресов в приложении Phalcon. Он использует маршрутизацию для создания независимых URL-адресов. Мы можем настроить его, чтобы генерировать URL лу.

Угадайте игру в бок

Угадайте Boxing Mini Game B Новичок в дороге, пожалуйста, принесите своих ребят, чтобы летать Я чувствую, что буду очень сложным, как только напишу, и это также сложно, когда я думаю об этом Тогда каж.

Срок действия лицензии Elasticsearch X-Pack истек

При использовании elasticsearch-sql-cli при запросе данных ES с помощью SQL бросайтеBad request [current license is non-compliant for [sql]] Или при использовании JDBC для подключения к elasticsearch .

Глава 5 Весна облака + балансировка нагрузки ленты

RibbonNetflix.Опубликованная облачная промежуточная служба с открытым исходным кодом, основная функция заключается в предоставлении алгоритма балансировки нагрузки клиента. Клиентские компоненты ленты.

Об управлении TreeView

[Введение] Элемент управления TreeView используется для отображения данных, организованных в виде древовидной структуры. Древовидная диаграмма в этом элементе управления состоит из узлов .
Похожие записи: