Linux 操作系统chap7

*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,LINUX,文件管理,Linux,支持的常见的文件系统类型,Linux,自身提供的缺省文件系统：,ext2fs,（,一般根文件系统,/,使用此文件系统）；新增的自身提供的文件系统：,ext3fs,、,ReiserFS,、,IBM JFS,、,XFS,等,其它,UNIX,使用的文件系统：,minix,ext,xiafs,等,DOS/Windows,使用的文件系统：,FAT-12,FAT-16,FAT-32,VFAT,NTFS,（,只读）,HPFS,（,OS/2,使用、只读）、,HFS,（,Macintosh,使用、只读）；,AFFS(Amiga,),；,sysv(System,V,Coherent,Xenix,),；,CD-ROM,（,ISO 9660,）,UMSDOS,（,UNIX-like FS on MS-DOS,）；,NFS,（,网络文件系统）；,SMBFS,（,Windows,共享文件系统）、,NCPFS,（,Novell Netware,基于,NCP,协议的共享文件系统）,/proc,（,用于内核和进程信息）,Linux,支持的常见的文件系统类型,ext,是第一个专门为开发的,Linux,的文件系统类型，叫做扩展文件系统。但是，由于其在稳定性、速度和兼容性上存在许多缺陷，现在已经很少使用了。,ext2,是为解决,ext,文件系统的缺陷而设计的可扩展的、高性能的文件系统。,是,GNU/Linux,系统中标准的文件系统。它存取文件的性能极好。,ext2,可以支持,256,字节的长文件名，在常见的,Intel x86,兼容处理器的系统中，簇最大为,4KB,，单一文件大小上限为,2048GB,而文件系统的容量上限为,6384GB,。,ext2,也有一些问题。在写入文件内容时，,Linux,先写入文件的内容，然后等到有空的时候才写入文件的元数据（,meta-data,）（和文件有关的信息，例如权限、所有者及创建和访问时间）。如果出现写入文件内容之后，但在写入文件的元数据之前系统突然断电，就可能造成文件系统就会处于不一致的状态。另外，由于目前,Linux,的,2.4,内核所能使用的单一分区最大只有,2048GB,，尽管文件系统的容量上限为,6384G,，但是实际上能使用的文件系统容量最多也只有,2048GB,。,Linux,支持的常见的文件系统类型,ext3,是由开放资源社区开发的日志文件系统，方便用户从,ext2,向,ext3,迁移。,ext3,在,ext2,的基础上加入了记录元数据的日志功能，提供了更佳的安全性，,ext3,是一种日志式文件系统，日志式文件系统的优越性就在于它是一种具有故障恢复能力的文件系统，它利用日志来记录尚未提交到文件系统的修改，以防止元数据破坏。,因此，每当系统要关机时，如果在文件系统尚未卸下前就关机,(,如停电,),，那么重开机后就会造成文件系统的资料不一致，故这时必须做文件系统的重整工作（,fsck,）。,这个过程是相当耗时的。如果对数据安全性要求很高，这里建议考虑升级使用,ext3,。,ext3,最大的缺点是没有现代文件系统所具有的、能提高文件数据处理速度和解压的高性能。此外，使用,ext3,文件系统要注意硬盘限额问题，在这个问题解决之前,不推荐在重要的企业应用上采用,ext3,磁盘配额。（升级内核）,Linux,支持的常见的文件系统类型,JFS,是一种提供日志的字节级文件系统。该文件系统主要是为满足服务器（从单处理器系统到高级多处理器和群集系统）的高吞吐量和可靠性需求而设计、开发的。,JFS,文件系统是为面向事务的高性能系统而开发的。在,IBM,的,AIX,系统上，,JFS,已经过较长时间的测试，结果表明它是可靠、快速和容易使用的。,2000,年,2,月，,IBM,宣布在一个开放资源许可证下移植,Linux,版本的,JFS,文件系统。,JFS,也是一个有大量用户安装使用的企业级文件系统，具有可伸缩性和健壮性。,与非日志文件系统相比，它的突出优点是快速重启能力，,JFS,能够在几秒或几分钟内就把文件系统恢复到一致状态。因为在系统崩溃时,JFS,能提供快速文件系统重启时间，所以它是因特网文件服务器的关键技术。,使用数据库日志处理技术，,JFS,能在几秒或几分钟之内把文件系统恢复到一致状态。而在非日志文件系统中，文件恢复可能花费几小时或几天。,JFS,的缺点是，使用,JFS,日志文件系统性能上会有一定损失，系统资源占用的比率也偏高，因为当它保存一个日志时，系统需要写许多数据。,Linux,支持的常见的文件系统类型,ReiserFS,ReiserFS,的第一次出现是在,1997,年,7,月,23,日，,Hans,Reiser,把他的基于平衡树结构的,ReiserFS,文件系统在网上公布。,ReiserFS,3.6.x,（作为,Linux 2.4,一部分的版本）是由,Hans,Reiser,和他的,Namesys,开发组共同开发设计的。,SuSE,Linux,也对它的发展起了重大的帮助。,ReiserFS,使用了特殊的、优化的平衡树（每个文件系统一个）来组织所有的文件系统数据，另一个使用平衡树的好处就是，,ReiserFS,能够像其它大多数的下一代文件系统一样，根据需要动态地分配,i,节点，而不必在文件系统创建时建立固定的,i,节点。这有助于文件系统更灵活地适应面临的各种存储需要，同时提供附加的空间有效率。,在,ReiserFS,的下一个版本,Reiser,4,，将提供了对事务的支持。,ReiserFS,突出的地方还在于其设计上着眼于实现一些未来的插件程序，这些插件程序可以提供访问控制列表、超级链接，以及一些其它非常不错的功能。,ReiserFS,一个最受批评的缺点是，每升级一个版本都将要将磁盘重新格式化一次，而且它的安全性能和稳定性与,ext3,相比有一定的差距。因为,ReiserFS,文件系统还不能正确处理超长的文件目录，如果创建一个超过,768,字符的文件目录，并使用,ls,或其它,echo,命令，将有可能导致系统挂起。,Linux,支持的常见的文件系统类型,XFS,是一种非常优秀的日志文件系统，它是由,SGI,于,20,世纪,90,年代初开发的。,XFS,推出后被业界称为先进的、最具可升级性的文件系统技术。它是一个全,64,位、快速、稳固的日志文件系统，多年用于,SGI,的,IRIX,操作系统。,当,SGI,决定支持,Linux,社区时，它将关键的基本架构技术授权于,Linux,，以开放资源形式发布了他们自己拥有的,XFS,的源代码，并开始进行移植。,作为一个,64,位文件系统，,XFS,可以支持超大数量的文件（,90001GB,），可在大型,2D,和,3D,数据方面提供显著的性能。,XFS,有能力预测其它文件系统薄弱环节，同时提供了在不妨碍性能的情况下增强可靠性和快速的事故恢复。,Linux,支持的其他的文件系统类型,Minix,是,Linux,支持的第一个文件系统，对用户有很多限制，性能低下，有些没有时间标记，文件名最长,l4,个字符。,Minix,文件系统最大缺点是只能使用,64MB,的硬盘分区，所以目前已经没有人使用它了。,XiaFS,是,Minix,文件系统修正后的版本，在一定程度上解决了文件名和文件系统大小的局限。但是没有新的特色，目前很少有人使用。,ISO9660,标准,CDROM,文件系统，通用的,Rock Ridge,增强系统，允许长文件名。,NFS Sun,公司推出的网络文件系统，允许多台计算机之间共享同一文件系统，易于从所有这些计算机上存取文件。,SysV,是,System V/Coherent,在,Linux,平台上的文件系统。除了上面这些,Linux,文件系统外，,Linux,也可以支持基于,Windows,和,Netware,的文件系统，例如,UMSDOS,、,MSDOS,、,VFAT,、,HPFS,、,SMB,和,NCPFS,等。兼容这些文件系统对,Linux,用户也是很重要的，毕竟在 桌面环境下,Windows,文件系统还是很流行的，而,Netware,网络也有许多用户，,Linux,用户也需要共享这些文件系统的数据。,UMSDOS Linux,下的扩展,MSDOS,文件系统驱动，支持长文件名、所有者、允许权限、连接和设备文件。允许一个普通的,MSDOS,文件系统用于,Linux,，而且无须为它建立单独的分区。,Linux,支持的其他的文件系统类型,MSDOS,是在,DOS,、,Windows,和某些,OS/2,操作系统上使用的一种文件系统，其名称采用“,8+3”,的形式，即,8,个字符的文件名加上,3,个字符的扩展名。,VFAT,是,Windows 9x,和,Windows NT/2000,下使用的一种,DOS,文件系统，其在,DOS,文件系统的基础上增加了对长文件名的支持,HPFT,高性能文件系统（,High Performance File System,，,HPFS,）是微软的,LAN Manager,中的文件系统，同时也是,IBM,的,LAN Server,和,OS,2,的文件系统。,HPFT,能访问较大的硬盘驱动器，提供了更多的组织特性，并改善了文件系统的安全特性。,SMB,（,Server Message Block,）是一种支持,Windows for Workgroups,、,Windows NT,和,Lan,Manager,的基于,SMB,协议的网络操作系统。,NCPFS,是一种,Novell NetWare,使用的,NCP,协议的网络操作系统。,NTFS,是,Windows NT/2000,操作系统支持的、特别为网络和磁盘配额、文件加密等管理安全特性设计的格式。,虚拟文件系统,VFS,虚拟文件系统,现在的系统大多都在系统内核和文件系统之间提供一个标准的接口，真实的文件系统通过一个接口层从操作系统和系统服务中分离出来，这样不同文件结构之间的数据可以十分方便地交换。,Linux,也在系统内核和文件系统之间提供了一种叫做虚拟文件系统,VFS,（,virtual file system,）的标准接口。,VFS,允许,Linux,支持许多（通常是不同的）文件系统，每一个都向,VFS,表现一个通用的软件接口。,Linux,文件系统的所有细节都通过软件进行转换，所以所有的文件系统对于,Linux,核心的其余部分和系统中运行的程序显得一样。,虚拟文件系统转换,Linux,文件管理程序系统调用接口,VFS,转换,FAT,文件系统,Ext2,文件系统,/proc,文件系统,VFS,和实际文件系统的关系,超级块,“超级块”中包含文件系统的整体信息，比如文件系统的大小,(,具体信息由文件系统决定,),从磁盘上读出来的第一块信息就是它的超级块（,superblock,）。这个小数据结构中保存着好几个关键的数据，包括磁盘的几何尺寸、可用空间容量、以及最重要的,第一个,i-,结点的位置。如果没有超级块，文件系统就没有使用意义。,超级块数据结构被拷贝复制了许多份，散布保存在整个磁盘上，以此对付第一个超级块被损坏事件的发生。在,Linux,的,ext2,文件系统中，在每一组数据块的后面就安排有一个超级块。,每个数据块组包含着,i-,结点和数据。每个组有,8192,个块，这样第一个备份超级块就在,8193,，第二个在,16385,，依次类推。,i-,结点,i-node,中包含一个文件的所有信息。文件名随,i n o d e,号一起，保存在目录内。,i-,结点是一个包含着指针的控制结构，其中的指针要么指向其他,i-,结点，要么指向数据块。,i-,结点中的控制信息包括文件的所有者、访问权限、长度、最后一次存取时间、建立时间、用户分组,GID,号等等,i-,结点中没有保存的东西就是文件名,目录条目由文件名和代表该文件的,i-node,编号组成。,实际文件系统和,VFS,的转换,当每