Надежность и производительность файловых систем.

Журнализация.

Журналирование — процесс записи информации о происходящих с каким-то объектом (или в рамках какого-то процесса) событиях в журнал (например, в файл). Также часто называется аудит.

Журналируемая файловая система сохраняет список изменений, которые она будет проводить с файловой системой, перед фактическим их осуществлением. Эти записи хранятся в отдельной части файловой системы, называемой журналом (англ. journal) или логом (англ. log). Как только изменения файловой системы внесены в журнал, она применяет эти изменения к файлам или метаданным, а затем удаляет эти записи из журнала. Записи журнала организованы в наборы связанных изменений файловой системы.

При перезагрузке компьютера программа монтирования может гарантировать целостность журналируемой файловой системы простой проверкой лог-файла на наличие ожидаемых, но не произведённых изменений и последующей записью их в файловую систему. То есть, при наличии журнала в большинстве случаев системе не нужно проводить проверку целостности файловой системы. Соответственно, шансы потери данных в связи с проблемами в файловой системе значительно снижаются.

По типу внесения в журнал журналируемые ФС подразделяются на:[1]

· в режиме обратной связи (журналируются только метаданные): XFS, ext3fs;

· упорядоченные (журналируются только метаданные синхронно относительно данных): JFS2, ext3fs (по умолчанию), ReiserFS (основной);

· в режиме данных (журналируются как метаданные, так и данные): ext3fs;

· 27 Файловая система FAT.

FAT — классическая архитектура файловой системы, которая из-за своей простоты всё ещё широко используется для флеш-дисков и карт памяти.

Диск использует таблицу размещения файлов (FAT) для отведения дискового пространства файлам и хранения информации о свободных секторах. Из соображения безопасности на всех дисках хранятся две копии FAT. Они хранятся последовательно, в секторах с самыми младшими доступными логическими номерами, начиная со стороны 0, сектора 2 (сектор 1 тоже занят записью начальной загрузки).

В связи с важностью информации, хранящейся в FAT, на дискете находятся две копии таблицы. Соседние фрагменты файла не обязательно записываются в соседних секторах. Новые файлы могут занимать место, освобожденное в результате стирания ранее записанных. Со временем свободные области становятся разбросанными по диску, разбивая новые файлы и замедляя доступ к ним для чтения и записи.

Таблица размещения файлов хранит информацию о каждом кластере на диске. Это означает, что даже если файл состоит всего из 1 байта, а единицей распределения памяти является, например, 1 Кбайт, то под этот файл на диске будет выделен 1 Кбайт. В системе MS-DOS единицей распределения памяти является кластер, состоящий из одного или двух секторов длиной 512 байт (в зависимости от формата дискеты).

При большем размере кластера напрасно расходуется дисковое пространство, но когда большие диски имеют малый размер кластера, то таблица размещения файлов становится слишком большой.

FAT дискеты состоит из 12-битовых элементов. Первый элемент содержит идентификатор формата дискеты, второй элемент не используется (содержит код FFF — двенадцать бит), а остальные выполняют две функции:

— определяют статус кластера (свободен, занят, поврежден);

— определяют логическую очередность кластеров, присвоенных файлу.

· Каждая позиция в таблице размещения файлов соответствует определенной позиции кластера на диске. Обычно файл занимает несколько кластеров и запись в каталоге файлов содержит номер стартового кластера, в котором записано начало файла. Просмотрев позицию FAT, соответствующую первому кластеру, DOS находит номер кластера, в котором хранится следующая порция этого файла. Этому кластеру соответствует своя запись в FAT, которая в свою очередь содержит номер следующего кластера в цепочке. Для последнего кластера, занятого файлом, FAT содержит значения от FF8H до FFFH.

Существует три версии FAT — FAT12, FAT16 и FAT32. Они отличаются разрядностью записей в дисковой структуре, т.е. количеством бит, отведённых для хранения номера кластера. FAT12 применяется в основном для дискет, FAT16 — для дисков малого объёма

·

· 28 Файловая система NTFS.

· Сегодня файловая система NTFS используется на большом количестве самых различных компьютеров в мире. Так, файловая система NTFS сейчас является одной из лучших файловых систем в мире.

· NTFS заменила использовавшуюся в MS-DOS и Microsoft Windows файловую систему FAT. NTFS поддерживает систему метаданных и использует специализированные структуры данных для хранения информации о файлах для улучшения производительности, надёжности и эффективности использования дискового пространства. NTFS хранит информацию о файлах в главной файловой таблице — (MFT). NTFS имеет встроенные возможности разграничивать доступ к данным для различных пользователей и групп пользователей (списки контроля доступа — (ACL)), а также назначать квоты (ограничения на максимальный объём дискового пространства, занимаемый теми или иными пользователями). NTFS использует систему журналирования USN для повышения надёжности файловой системы.

· Размеры диска 2^64 байт (16 экзабайт или 18 446 744 073 709 551 616 байт)

· Размер тома На практике рекомендуется создавать тома, размеры которых не превышают 2 ТБ.

· Максимальный размер файла Теоретически — 264байт минус 1 килобайт.
Практически — 244байт минус 64 килобайта

· редства безопасности. Атрибуты файлов, авторизация с использованием DACL, шифрование с использованием EFS.

· Поддержка сжатия. На уровне файловой системы для файлов, каталогов и дисков.

· Максимальное количество файлов примерно (232 — 1).