Материал: 6261

106

4.6 Сравнение файловых систем

Рассмотренные выше структуры файловых систем FAT32 и ext2fs демострируют два разных подхода к обработке данных:

•простоту управления, характерную для FAT32;

•скорость обработки больших файлов, характерную для ext2fs.

Влюбом случае, обе файловые системы имеют общую метаструктуру, которая определяется наличием:

•секторов загрузчика ОС;

•суперблока, характеризующего файловую систему и раздел в котором она расположена;

•набора таблиц для разметки и учета использованных блоков данных;

•корневого каталога, с которого начинается логическое построение ФС;

•набора блоков данных, в которых размещаются подкатологи и файлы ФС.

Фактически, все известные файловые системы отличаются только способом реализации этих элементов метаструктуры.

Естественным образом, файловые системы FAT32 и ext2fs имеют как свои преимущества, так и недостатки.

Преимущества FAT32:

•простота реализации и эффективность использования всего физического пространства блочных устройств малой емкости;

•широкая известность и распространенность, делающая ее «универсальным

хранилищем» временных ФС.

Недостатки FAT32:

•практическая ограниченность размера ФС и слабая защищенность, делающая ее непригодной для современных ОС и технологий хранения информации;

•высокая фрагментированность ФС в процессе эксплуатации, что снижает

скорость ее работы и негативно воздействует на устройства хранеия данных. Именно эти недостатки потребовали от корпорации Microsoft, в марте 1993 года, замены FAT32 на более сложную и современную ФС: ntfs.

Файловая система ext2 берет свое начало от ФС minix. Файловая система ext - это Extended minix.

Преимущества ext2:

•высокое быстродействие;

•поддержка файлов до 2 Гбайт. Недостатки ext2:

•отсутствие журналирования, снижающее ее надежность;

•недостаточные, по современным меркам, размеры поддерживаемых разде-

лов ФС и размера файлов.

Указанные недостатки ext2 потребовали дальнейшее ее усовершенствование:

•ext3 — журналируемая ФС появилась в ноябре 2001 года; поддерживает размер файлов до 16 ТБайт и размер раздела до 32 ТБайт;

107

•ext4 — журналируемая ФС появилась в октябре 2008 года; поддерживает размер файлов до 16 ТБайт и размер раздела до 1 ЭБайт.

Журналируемая файловая система — это ФС, которая сохраняет список изменений, проводимых с файловой системой, перед фактическим их осуществлением. Записи будущих фактических изменений хранятся в отдельной части ФС, называемой журналом (journal) или логом (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.

Замечание

Журналируемые записи первоначально появились в управлении базами данных, для которых характерно целостное управление большими массивами данных. С помощью их также реализуется механизм транзакций.

4.7 Стандартизация структуры ФС

Предыдущий учебный материал дает описание блочного устройства на уровне:

•секторов, LBA и разделов винчестера: подразделы 4.1 и 4.2;

•специализированных блоков отдельных ФС, размещаемых в отдельном разде-

ле винчестера: подразделы 4.3 — 4.6; Данный учебный материал рассматривает структуру ФС как организованый набор

файлов и директорий, видимый программами (процессами) пользовательского режима работы отдельных ОС.

В общем случае, структура ФС на уровне файлов и каталогов может быть произвольной, за некоторыми ограничениями, например:

•обязательно наличие корневой ФС ОС;

•обязательно наличие корневого каталога отдельных ФС.

На рисунке 4.7 приведен пример дерева каталогов и файлов некоторой ФС типа UNIX.

Хорошо видно, что это дерево ФС логически структурировано в прикладном плане, например:

•dev — директория размещения узлов устройств ЭВМ (devices);

•usr — директория ориентированная на пользователей (users);

•home — директория для рабочих (домашних) областей пользователей;

•bin — директория расположения исполняемых файлов ОС (binary).

Второй уровень иерархии ФС, по замыслу, содержит данные, которые доступны только для чтения и могут использоваться всеми пользователями или несколькими компьютерами сети. В идеале, модифицироваться могут только файлы каталога /usr/local, в который администратор может устанавливать новые программы, не поставляющиеся с системой.

Третий уровень иерархии ФС — подобен второму и продолжается в директории

/usr/local.

Далее, более подробно рассмотрим корневую директорию изменяемых данных /var, поскольку она содкржит множество системных данных ОС.