Lokalne systemy plików

• iso9660
• ReiserFS
• xfs

Wstęp

W 1985r. grupa przedsiębiorców komputerowych spotkała się w High Sierra Hotel w Nevadzie w celu opracowania jednolitego standardu zapisywania danych na dyskach CD-ROM. Prace zaowocowały powstaniem w 1986r. standardu High Sierra.

Po niewielkich zmianach format High Sierra został zaadoptowany przez organizacją ISO jako standard iso9660.

Ograniczenia

Zdefiniowane są 3 poziomy ograniczeń

• Pierwszy:
• Nazwy plików mogą zawierać jedynie znaki spośród: 'A'..'Z', '0'..'9', '_'
• Nazwa pliku - [8 znaków].[3 znaki], katalogu - do 8 znaków
• Długość śćieżki jest ograniczona do 8 wpisów i 255 znaków
• Pliki muszą być spójne
• Drugi: Pozwala na nazwy do 31 znaków
• Trzeci: Brak ograniczeń

Format logiczny

Dane zapisywane są liniwo najczęściej w 2048 bajtowych sektorach logicznych, chociaż dopuszczalne są również 512 lub 1024 bajtowe. (Sektory fizyczne zdefiniowane przez Sony oraz Phillipsa mają rozmiar 2048 bajtów). Układ sektorów przedstawia rysunek:

Pierwsze 16 sektorów jest niezdefiniowane. Następne sektory to 2048 bajtowe (1 sektor) deskryptory dysków, zakończone specjalnym sektorem kończącym. Obowiązkowy jest tylko pierwszy (primery volume descriptor). Pozostałe (tzn.: secondary, boot, partition) są opcjonalne.

• deskryptor dysku - zawiera m.in. położenie i rozmiarTablicy Ścieżekoraz Katalogu Głównego oraz identyfikatory voluminu, rozmiar sektora itd.
• tablica ścieżek - zawiera posortowane nazwy katalogów, pozwala na znalezienie katalogu bez przechodzenia całej ścieżki od korzenia; iso dopuszcza 2 kopie tablicy ścieżek (High Sierra - 4)
• katalog główny - zawiera rekordy opisujące katalogi oraz pliki, które się w nim znajdują; każdy taki rekord trzyma m.in. rekord katalogu nadrzędnego, rozmiar pliku jego położenie, etc.

Rozszerzenia:

• Rock Ridge - rozszerzenie dla systemów Unixowych - pozwala na pamiętanie atrybutów plików specyficznych dla tego systemu; omija ograniczenie na głębokość zagnieżdżania katalogów
• Joliet - rozszerzenie Microsoft'u dla Win95 pozwalające na dłuższe (do 64) nazwy plików zapisane w standardzie Unicode oraz na zagnieżdżanie katalogów powyżej 8 poziomu;

Wstęp

ReiserFS został stworzony przez Hansa Reisera. Główne cele przyświecające autorowi to:

• zapewnienie transakcyjności operacji w celu sprawnego przywracania sprawności systemu w przypadku awarii
• zunifikowanie przestrzeni nazw
• agregowanie końcówek plików (modulo długość bloku) tak, aby ograniczyć ilość marnowanego miejsca

Format logiczny

Bloki dyskowe (standardowo 4 kB) powiązane są w B-drzewo. W ten sposób wszystkie informacje na dysku przechowywane są w jednej dużej strukturze danych, która zawiera zarówno metadane plików i katalogów, jak i samą ich (plików i katalogów) zawartość.

Wyróżniamy trzy zasadnicze rodzaje bloków:

• węzły wewnętrzne - zawierają wskażniki do kolejnych węzłów, porozdzielane kluczami
• bloki sformatowane - liście drzewa, które mogą zawierać:
  • wpisy katalogowe - klucz pierwszej pozycji w katalogu i kolejne pozycje
  • wpisy pośrednie - wskaźniki do bloków niesformatowanych
  • wpisy bezpośrednie - końcówki plików, które nie wypełniają całego bloku
  • wpisy informacyjne - dane takie jak wielkość pliku, uprawnienia, etc.
• bloki niesformatowane - zawierają części dużych plików wypełniejące cały blok

Każdy blok-węzeł drzewa z wyjątkiem nagłówek bloków nisformatowanych zawiera nagłówek bloku w którym zapisane są:

• poziom w drzewie,
• liczba kluczy/elementów,
• wolna przestrzeń w tym bloku,
• klucz ograniczający ten blok z prawej strony (tylko w liściach).

• identyfikator katalogu nadrzędnego,
• identyfikator obiektu,
• przesunięcie od początku obiektu do bieżącego bajtu,
• typ obiektu (bezpośredni, pośredni, katalogowy, etc.).

• numer bloku dyskowego,
• przestrzeń zajmowana przez potomka,

Węzeł wewnętrzny	Liść (blok sformatowany)

Nagłówek wpisu zawiera (m. in.):

• klucz wyszukiwania elementu,
• przesunięcie od początku bloku do treści,
• różne informacje, których znaczenie zależy od typu opisywanego elementu

• dla wpisu katalogowego są to nazwy plików,
• dla końcówki pliku to treśc tejże,
• dla elementu pośredniego to tablica wskaźników do bloków niesformatowanych

Rejestrowanie z wyprzedzeniem

Bloki zanim trafią we właśćiwe miejsce są rejestrowane w dzienniku. Po załamaniu systemu wykonuje się operacje zapisane w dzienniku. Przebiega to szybciej niż w fsck, bo zależne od rozmiaru dziennika, anie systemu plików.

Wstęp

xfs jest systemem plików napisanym dla Irix'a przez SGI, a następnie przeniesionym na Linux'a gdyż ten system jest uznawany za bardzo perspektywiczny.

Format logiczny

• blok o stałej wielkości,
• ekstenty - przedziały bloków.
• grupy alokacji - umożliwiają zarządzanie wielowątkowe

Grupa alokacji:

• superblok
• 2 B-drzewa - zawierające wolne ekstenty (pary pierwszy blok, ile bloków) jedno jest indeksowane numerami, a drugie rozmiarami
• B-drzewo - zawierające i-węzły
• wykaz bloków zajmowanych przez drzewo wolnych przedziałów

i-węzły:

• ogólne informacje (rozmiar, typ_pliku, etc.)
• sekcja atrybutów
• sekcja danych

• wszystkie informacje w i-węźle
• tablica deskryptorów przedziałów
• drzewo przedziałów

Katalog zawiera zbiór par (nazwa, numer i-węzła). Zbiór jest w postaci tablicy, lub B-drzewa z hashowaniem nazw.

Tomasz Bloch - "http://rainbow.mimuw.edu.pl/~lfs.htm"