Любой компьютерный файл хранится в хранилище с заданной емкостью. Фактически, каждое хранилище представляет собой линейное пространство для чтения или считывания и записи цифровой информации. Каждый байт информации в хранилище имеет свое собственное смещение от начала хранения (адрес) и ссылается на этот адрес. Хранилище может быть представлено в виде сетки с набором пронумерованных ячеек (каждая ячейка представляет собой один байт). Любой файл, который сохраняется в хранилище, получает эти ячейки.

Как правило, в компьютерных хранилищах используется пара секторов и смещение в секторе для ссылки на любой байт информации в хранилище. Сектор представляет собой группу байтов (обычно 512 байт), минимальную адресуемую единицу физического хранилища. Например, 1040 байт на жестком диске будет упоминаться как сектор № 3 и смещение в секторе 16 байт ([сектор — 512] + [сектор — 512] + [16 байт]). Эта схема применяется для оптимизации адресации хранилища и использования меньшего числа для ссылки на любую часть информации в хранилище.

Чтобы опустить вторую часть адреса (смещение в секторе), файлы обычно хранятся, начиная с начала сектора и занимая целые сектора (например, 10-байтовый файл занимает весь сектор, 512-байтовый файл также занимает весь сектор, в то же время 514-байтовый файл занимает два целых сектора).

Каждый файл хранится в «неиспользуемых» секторах и может быть прочитан по известному положению и размеру. Однако, как мы узнаем, какие сектора используются, а какие нет? Где хранятся размер, положение и имя файла? Эти ответы даются файловой системой.

В целом файловая система представляет собой структурированное представление данных и набор метаданных, описывающих сохраненные данные. Файловая система служит для хранения всего хранилища, а также является частью изолированного сегмента хранения — раздела диска. Обычно файловая система управляет блоками, а не секторами. Блоки файловой системы представляют собой группы секторов, которые оптимизируют адресацию хранилища. Современные файловые системы обычно используют размеры блоков от 1 до 128 секторов (512-65536 байт). Файлы обычно хранятся в начале блока и занимают целые блоки.

Огромные операции записи / удаления в файловой системе приводят к фрагментации файловой системы. Таким образом, файлы не сохраняются как целые единицы, а делятся на фрагменты. Например, хранилище целиком занимают файлы размером около 4 блоков (например, коллекция изображений). Пользователь хочет сохранить файл, который займет 8 блоков и, следовательно, удалит первый и последний файлы. Делая это, он очищает пространство на 8 блоков, однако первый сегмент близок к началу хранения, а второй — к концу хранилища. В этом случае файл с 8 блоками разбивается на две части (по 4 блока для каждой части) и занимает «дыры» свободного пространства. Информация об обоих фрагментах как части одного файла хранится в файловой системе.

В дополнение к файлам пользователя файловая система также содержит свои собственные параметры (например, размер блока), дескрипторы файлов (включая размер файла, местоположение файла, его фрагменты и т. д.), Имена файлов и иерархию каталогов. Он также может хранить информацию о безопасности, расширенные атрибуты и другие параметры.

Чтобы соответствовать различным требованиям, таким как производительность, стабильность и надежность хранилища, большое количество файловых систем разработано для обслуживания определенных пользовательских целей.

ОС Microsoft Windows использует две основные файловые системы: FAT, унаследованные от старой DOS с ее более поздним расширением FAT32 и широко используемыми файловыми системами NTFS. Недавно выпущенная файловая система ReFS была разработана Microsoft как файловая система нового поколения для серверов Windows 8, 10.

FAT:

FAT (таблица распределения файлов ) — один из простейших типов файловых систем. Он состоит из сектора дескриптора файловой системы (загрузочного сектора или суперблока), таблицы распределения блоков файловой системы (называемой таблицей распределения файлов) и простого пространства для хранения файлов и папок. Файлы в FAT хранятся в каталогах. Каждый каталог представляет собой массив из 32-байтных записей, каждый из которых определяет файлы или расширенные атрибуты файла (например, длинное имя файла). Запись файла присваивает первый блок файла. Любой следующий блок можно найти через таблицу распределения блоков, используя его как связанный список.

Таблица распределения блоков содержит массив дескрипторов блоков. Значение «ноль» указывает, что блок не используется, а значение отличное от нуля относится к следующему блоку файла или специальному значению для конца файла.

Числа в FAT12, FAT16, FAT32 обозначают количество бит, используемых для перечисления блока файловой системы. Это означает, что FAT12 может использовать до 4096 различных ссылок на блоки, в то время как FAT16 и FAT32 могут использовать до 65536 и 4294967296 соответственно. Фактическое максимальное количество блоков еще меньше и зависит от реализации драйвера файловой системы.

FAT12 использовался для старых дискет. FAT16 (или просто FAT) и FAT32 широко используются для карт флэш-памяти и USB-флеш-накопителей. Система поддерживается мобильными телефонами, цифровыми камерами и другими портативными устройствами.

FAT или FAT32 — это файловая система, которая используется в Windows-совместимых внешних хранилищах или дисковых разделах с размером менее 2 ГБ (для FAT) или 32 ГБ (для FAT32). Windows не может создать файловую систему FAT32 более чем на 32 ГБ (однако Linux поддерживает FAT32 до 2 ТБ).

NTFS:

NTFS (новая технологическая файловая система) была представлена ​​в Windows NT и в настоящее время является основной файловой системой для Windows. Это файловая система по умолчанию для дисковых разделов и единственная файловая система, которая поддерживает разделы диска по 32 ГБ. Файловая система довольно расширяема и поддерживает многие свойства файла, включая контроль доступа, шифрование и т. д. Каждый файл в NTFS хранится в виде файлового дескриптора в таблице основных файлов и содержимом файла. Таблица главного файла содержит всю информацию о файле: размер, распределение, имя и т. д. В первом и последнем секторах файловой системы содержатся параметры файловой системы (загрузочная запись или суперблок). Эта файловая система использует 48 и 64-битные значения для ссылок на файлы, тем самым поддерживая дисковые хранилища с большой емкостью.

ReFS:

ReFS (Resilient File System) — последняя разработка Microsoft, доступная в настоящее время для серверов Windows 8 и 10. Архитектура файловой системы абсолютно отличается от других файловых систем Windows и в основном организована в виде B + -tree. ReFS обладает высокой устойчивостью к отказам из-за новых функций, включенных в систему, а именно, Copy-on-Write (CoW): никакие метаданные не изменяются без копирования; данные записываются на новое дисковое пространство, а не поверх существующих данных. При любых модификациях файлов новая копия метаданных хранится в свободном пространстве для хранения, а затем система создает ссылку из старых метаданных в более новую. Таким образом, система хранит значительное количество старых резервных копий в разных местах, обеспечивая легкое восстановление файлов, если это место для хранения не перезаписано.

Для получения информации о восстановлении данных из этих файловых систем посетите страницу «Шансы для восстановления».

Операционная система Apple MacOS применяет две файловые системы: HFS +, расширение к своей собственной файловой системе HFS, используемой на старых компьютерах Macintosh, и недавно выпущенную APFS.

Файловая система HFS + работает под управлением продуктов Apple, включая компьютеры Mac, iPod, а также продукты Apple X Server. В расширенных серверных продуктах также используется файловая система Apple Xsan, кластерная файловая система, созданная из файловых систем StorNext или CentraVision.

Эта файловая система хранит файлы и папки и информацию Finder о просмотре каталогов, положениях окна и т. д.

Для получения информации о восстановлении данных из этих файловых систем посетите страницу «Шансы для восстановления».

ОС Linux с открытым исходным кодом нацелена на внедрение, тестирование и использование различных концепций файловых систем.

Самые популярные файловые системы Linux:

• Ext2, Ext3, Ext4 — «родная» файловая система Linux. Эта файловая система подпадает под активные разработки и улучшения. Файловая система Ext3 — это просто расширение Ext2, которое использует операции записи транзакций с журналом. Ext4 является дополнительной расширенной разработкой Ext3, с поддержкой оптимизированной информации о распределении файлов (экстентов) и расширенных атрибутов файлов. Эта файловая система часто используется как «корневая» файловая система для большинства установок Linux.
• ReiserFS — альтернативная файловая система Linux для хранения огромного количества небольших файлов. Она имеет хорошие возможности поиска файлов и позволяет компактно распределять файлы, сохраняя хвосты файлов или небольшие файлы вместе с метаданными, чтобы не использовать большие блоки файловой системы для той же цели.
• XFS — файловая система, созданная компанией SGI и первоначально использовавшаяся для серверов IRIX компании. Теперь спецификации XFS реализованы в Linux. Файловая система XFS имеет отличную производительность и широко используется для хранения файлов.
• JFS — файловая система, разработанная IBM для мощных вычислительных систем компании. JFS1 обычно обозначает JFS, JFS2 — вторая версия. В настоящее время эта файловая система является с открытым исходным кодом и реализована в большинстве современных версий Linux.

Концепция «жесткой связи», используемая в таких операционных системах, делает большинство файловых систем Linux одинаковыми, поскольку имя файла не рассматривается как атрибут файла и скорее определяется как псевдоним для файла в определенном каталоге. Объект файла можно связать со многими местоположениями, даже размножаться из одного и того же каталога под разными именами. Это может привести к серьезным и даже непреодолимым трудностям при восстановлении имен файлов после удаления файлов или повреждения файловой системы.

Для получения информации о восстановлении данных из этих файловых систем посетите страницу «Шансы для восстановления».

Наиболее распространенной файловой системой для этих операционных систем является UFS (Unix File System), также часто называемая FFS (Fast File System).

В настоящее время UFS (в разных версиях) поддерживается всеми операционными системами семейства Unix и является основной файловой системой ОС BSD и операционной системы Sun Solaris. Современные компьютерные технологии, как правило, реализуют замены для UFS в разных операционных системах (ZFS для Solaris, JFS и производных файловых систем для Unix и т. д.).

Для получения информации о восстановлении данных из этих файловых систем посетите страницу «Шансы для восстановления».

Кластерные файловые системы используются в компьютерных кластерных системах. Эти файловые системы поддерживают распределенное хранилище.

Распределенные файловые системы включают:

• ZFS — «Zettabyte File System» — новая файловая система, разработанная для распределенных хранилищ Sun Solaris OS.
• Apple Xsan — эволюция компании Apple в CentraVision и более поздних файловых системах StorNext.
• VMFS — «Файловая система виртуальных машин», разработанная компанией VMware для своего VMware ESX Server.
• GFS — Red Hat Linux «Глобальная файловая система».
• JFS1 — оригинальный (устаревший) дизайн файловой системы IBM JFS, используемой в старых системах хранения AIX.

Общие свойства этих файловых систем включают поддержку распределенных хранилищ, расширяемость и модульность.

Для получения дополнительной информации о восстановлении данных из этих файловых систем посетите страницу «Шансы для восстановления».

Читайте также

Структура и типы файловых систем в Linux

Файловая система (file system, ФС) — важная составляющая любой операционной системы (ОС), отвечающая за организацию, хранение, чтение, запись файлов. От ФС зависит физическая и логическая структура файлов, политика создания и управления ими, максимальный размер файла и длина его имени. Linux поддерживает множество разных file system, включая FAT, FAT32, NTFS из Windows. Но использовать рекомендуем «родные» системы: Ext3, Ext4, ReiserFS, XFS, Btrfs и пр. Особенно если вы намерены работать с облачной инфраструктурой.

Организация файловой системы Linux

Linux позволяет установить отдельную ФС для каждого раздела. Выбранная система определяет, как быстро будет выполняться работа с файлами, запись и чтение информации. Как в оперативной памяти будет храниться информация (и будет ли она вообще храниться), каким образом можно вносить изменения в конфигурацию ядра ОС — это тоже зависит от ФС.

File system Linux — пространство раздела, состоящее из кратных размеру сектора блоков. Обмен данными производится через VFS или с помощью драйверов. VFS (virtual file system) — это слой абстракции, необходимый для взаимодействия между ядром и софтом. VFS позволяет не думать о специфике работы той или иной ФС. Драйверы ФС обеспечивают взаимодействие между оборудованием (железом) и приложениями.

File system Linux организована следующим образом

Такая архитектура позволяет обеспечивать поддержку добавляемой ФС без вмешательства в ядро ОС. Ядро Linux поддерживает более 100 типов файловых систем, причём не только современных, но и старых. Чтобы увидеть список ФС, поддерживаемых ядром, откройте /proc/filesystems.

Структура и иерархия файловой системы Linux

В Linux имеется своя особая структура каталогов, политика распределения файлов конфигурации, исполняемых и временных файлов. Здесь работает логика, отличная от Windows.

Ключевое отличие в том, что обычно в линуксе программа не сохраняется в одной папке. Она распределяется по корневой файловой системе. По сути, file system в Linux начинается с директории «/» (которая называется корнем — от слова root) и разрастается в директории /sbin, /dev, /lib, /log, /boot и т.д. Получается древовидная иерархическая структура, в которой абсолютный путь к любой сущности начинается с корневой директории. Если файл лежит в /home/user/work, то структура каталогов идет по цепочке root->home->user->work.

Иерархичность линуксовых систем часто определяется стандартом FHS, который описывает, какая информация должна находится в том или ином месте «дерева». Ещё одной особенностью линкусовой файловой системы является её целостность. Это значит, что любые изменения, вносимые в файл, не влияют на другие файлы, которые не связаны с ним. Командой fsck вы можете проверить целостность ФС в Linux.

Типы ФС Linux

Пользователи могут использовать одну или несколько файловых систем, зашитых в линуксовый дистрибутив. Так как от них зависит метод работы с файлами, конфигурацией ядра и особенности хранения информации в оперативной памяти, то выбирать file system нужно исходя из текущих задач, учитывая сильные и слабые стороны доступных ФС.

Выделяют два типа таких систем, журналируемые и не журналируемые. Определить тип можно при помощи команды file -s. ФС первого типа ведут логи, фиксируя в отдельном файле информацию о действиях пользователя и план проверки системы. За счёт логирования система получается более устойчивой к сбоям. ФС второго типа не имеют логов. Они обладают хорошим быстродействием, но более уязвимы, так как не обеспечивают сохранность данных.

Если вы работали с линуксом, то file system из списка ниже вам наверняка знакомы:

• Ext2;
• Ext3;
• Ext4;
• JFS;
• ReiserFS;
• XFS;
• Btrfs;
• ZFS.

Особые файловые системы

Можно привести и другие разновидности файловых систем. Например, линуксоидам известны специальные ФС. Они используются для обеспечения доступа пользователю или приложениям к настройкам ядра ОС. Среди специальных файловых систем выделяют:

• tmpfs. Записывает данные в оперативную память, создавая блочное устройство требуемого размера, которое затем подключают к папке.
• procfs. Отвечает за хранение информации о системных процессах и ядре.
• sysfs. Управляет настройками ядра ОС.

Бывают ситуации, когда наличие ФС в ядре системы не требуется. В этом случае можно использовать модуль FUSE (filesystem in userspace), который создаёт виртуальную файловую систему. Существует несколько видов виртуальных ФС с разным функционалом:

• EncFS. Шифрует файлы и сохраняет их в выбранную директорию.
• Aufs. Объединяет несколько file system в одну. Умеет делать то же самое с папками.
• NFS. Может удалённо монтировать ФС.
• ZFS. Создана для операционной системы Solaris. Отсутствие фрагментации, управление снапшотами, меняющийся размер блоков обеспечивают высокий уровень привлекательности этой ФС.

Отметим, что в этой статье даются базовые сведения о файловых системах Linux, а типов ФС существует намного больше. Если вам требуется более детальная информация о типах ФС и их отличиях, рекомендуем обратиться к документации.

Что такое файловая система и почему их так много?

Разные операционные системы поддерживают разные файловые системы. Ваш съемный диск должен использовать FAT32 для лучшей совместимости, если он не больше и не требует NTFS. . Диски в формате Mac использовать HFS + и не работать с Windows . У Linux тоже есть свои файловые системы.

К сожалению, даже обычным пользователям компьютеров нужно думать о различных файловых системах и о том, с чем они совместимы. Вот что вам нужно знать о файловых системах и почему их так много.

Файловые системы 101

СВЯЗАННЫЕ С: Начинающий компьютерщик: объяснение разделов жесткого диска

Различные файловые системы — это просто разные способы организации и хранения файлов на жестком диске, флэш-накопителе или любом другом устройстве хранения. Каждое устройство хранения имеет один или несколько разделов , и каждый раздел «отформатирован» с файловой системой. Процесс форматирования просто создает на устройстве пустую файловую систему этого типа.

Файловая система обеспечивает способ разделения данных на диске на отдельные части, которые являются файлами. Он также обеспечивает способ хранения данных об этих файлах — например, их имен файлов, разрешений и других атрибутов. Файловая система также предоставляет индекс — список файлов на диске и их местонахождение на диске, поэтому операционная система может видеть, что находится на диске, в одном месте, а не просматривать весь диск в поисках файла. .

Ваша операционная система должна понимать файловую систему, чтобы отображать ее содержимое, открывать файлы и сохранять в них файлы. Если ваша операционная система не поддерживает файловую систему, вы можете установить драйвер файловой системы, обеспечивающий поддержку, или вы просто не можете использовать эту файловую систему с этой операционной системой.

Метафора здесь — бумажная файловая система — биты данных на компьютере называются «файлами», и они организованы в «файловую систему» ​​так, как бумажные файлы могут быть организованы в картотеках. Существуют разные способы организации этих файлов и хранения данных о них — «файловые системы».

Но почему их так много?

Не все файловые системы одинаковы. В разных файловых системах используются разные способы организации данных. Некоторые файловые системы работают быстрее других, некоторые имеют дополнительные функции безопасности, а некоторые поддерживают диски с большим объемом памяти, тогда как другие работают только с дисками с меньшим объемом памяти. Некоторые файловые системы более надежны и устойчивы к повреждению файлов, в то время как другие жертвуют этой надежностью за дополнительную скорость.

Не существует единой файловой системы, подходящей для всех случаев. Каждая операционная система имеет тенденцию использовать свою собственную файловую систему, над которой также работают разработчики операционной системы. Разработчики ядра Microsoft, Apple и Linux работают над собственными файловыми системами. Новые файловые системы могут быть быстрее, стабильнее, лучше масштабироваться для устройств хранения большего размера и иметь больше функций, чем старые.

При проектировании файловой системы требуется много работы, и это можно сделать разными способами. Файловая система — это не раздел, который представляет собой просто кусок дискового пространства. Файловая система определяет, как файлы размещаются, организовываются, индексируются и как с ними связаны метаданные. Всегда есть возможность настроить и улучшить то, как это делается.

СВЯЗАННЫЕ С: Почему на съемных дисках по-прежнему используется файловая система FAT32 вместо NTFS?

Переключение файловых систем

СВЯЗАННЫЕ С: Общие сведения о разделении жесткого диска с помощью управления дисками

Каждый раздел отформатирован в файловой системе. Иногда вы можете «преобразовать» раздел в другую файловую систему и сохранить на нем данные, но это редко бывает идеальным вариантом. Вместо этого вы, вероятно, захотите сначала скопировать важные данные из раздела.

После этого присвоение разделу новой файловой системы — это просто вопрос «форматирования» его под ту файловую систему в операционной системе, которая его поддерживает. Например, если у вас есть диск в формате Linux или Mac, вы можете отформатировать его в NTFS или FAT32 в Windows, чтобы получить диск в формате Windows.

Операционные системы также автоматически форматируют разделы с соответствующей файловой системой в процессе установки операционной системы. Если у вас есть раздел в формате Windows, на который вы хотите установить Linux, процесс установки Linux отформатирует его раздел NTFS или FAT32 с файловой системой Linux, предпочтительной для выбранного вами дистрибутива Linux.

Итак, если у вас есть устройство хранения и вы хотите использовать на нем другую файловую систему, просто сначала скопируйте файлы с него, чтобы создать их резервную копию. Затем отформатируйте этот диск с помощью такого инструмента, как Управление дисками в Windows , GParted в Linux или Дисковая утилита в Mac OS X.

Обзор общих файловых систем

Вот краткий обзор некоторых наиболее распространенных файловых систем, с которыми вы можете столкнуться. Это не исчерпывающий список — есть еще много других.

• Фатта : FAT32 — это более старая файловая система Windows, но она по-прежнему используется на съемных носителях — правда, только на небольших. Большие внешние жесткие диски объемом 1 ТБ или около того, скорее всего, будут отформатированы в NTFS. Вы можете использовать это только с небольшими устройствами хранения или для совместимости с другими устройствами, такими как цифровые камеры, игровые консоли, телевизионные приставки и другие устройства, которые поддерживают только FAT32, а не новую файловую систему NTFS.
• NTFS : Современные версии Windows — начиная с Windows XP — используют файловую систему NTFS для своего системного раздела. Внешние диски можно отформатировать в FAT32 или NTFS.
• HFS + : Mac используют HFS + для своих внутренних разделов, и они также любят форматировать внешние диски с помощью HFS + — это требуется для использования внешнего диска с Машина времени чтобы можно было, например, правильно создать резервную копию атрибутов файловой системы. Компьютеры Mac также могут читать и писать в файловые системы FAT32, хотя по умолчанию они могут читать только из файловых систем NTFS — для записи в файловые системы NTFS с Mac потребуется стороннее программное обеспечение.
• Ext2 / Расширить / Ext4 : В Linux часто встречаются файловые системы Ext2, Ext3 и Ext4. Ext2 — это более старая файловая система, и в ней отсутствуют важные функции, такие как ведение журнала — при отключении питания или сбое компьютера при записи на диск ext2 данные могут быть потеряны. Ext3 добавляет эти функции надежности за счет некоторой скорости. Ext4 более современный и быстрый — сейчас это файловая система по умолчанию в большинстве дистрибутивов Linux, и она работает быстрее. Windows и Mac не поддерживают эти файловые системы — вам понадобится сторонний инструмент для доступа к файлам в таких файловых системах. По этой причине часто бывает идеально отформатировать системные разделы Linux как ext4 и оставить съемные устройства в формате FAT32 или NTFS, если вам нужна совместимость с другими операционными системами. Linux может читать и писать как в FAT32, так и в NTFS.
• Btrfs : Btrfs — «лучшая файловая система» — это новая файловая система Linux, которая все еще находится в разработке. На данный момент он не используется по умолчанию в большинстве дистрибутивов Linux, но, вероятно, однажды он заменит Ext4. Цель состоит в том, чтобы предоставить дополнительные функции, которые позволят Linux масштабироваться до больших объемов хранилища.
• Поменять местами : В Linux файловая система «подкачки» не является файловой системой. Раздел, отформатированный как «подкачка», может использоваться операционной системой как пространство подкачки — это как файл подкачки в Windows , но требуется выделенный раздел.

Есть и другие файловые системы — особенно в Linux и другие UNIX-подобные системы .

Обычному пользователю компьютера не обязательно знать большую часть этих вещей — они должны быть прозрачными и простыми, но знание основ поможет вам понять такие вопросы, как «Почему этот диск, отформатированный для Mac, не работает с моим ПК с Windows?» и «Следует ли мне форматировать этот жесткий диск USB как FAT32 или NTFS?»

Кредит изображения: Гэри Дж. Вуд на Flickr , kleuske на Flickr

Файловые системы / Хабр

У каждого иногда встает вопрос какую же файловую систему выбрать и для чего? У меня тоже был выбор конфигурации, и после прогона тестов стало интересно, чем же отличается одна файловая система от другой? В чем различие? Каковы их плюсы и минусы? В чем преимущество одной файловой системы перед другой?

К сожалению, информации по этой теме крайне мало, тем более на русском языке. Поэтому я решила рассмотреть этот вопрос и собрать все воедино.

Рассматриваются только файловые системы семейства linux. Так что, кого это также заинтересовало, прошу под кат.

Прежде всего, разные тесты показывают разные результаты(так как разные тесты и проводятся по-разному), поэтому нельзя быть полностью обьективной, ссылаясь на цифры. Это необходимо учесть.

Были иcпользованы bonnie++ и postmark. Я не буду приводить результаты, так как мне делать этого не следует (это не паблик тесты, я не думаю, что имею право их выкладывать, прошу меня извинить). Поэтому ограничусь небольшими выводами.

Лидирует по производительности ext2, несильно отстает jfs, затем идет reiserfs, ext3, и с небольшим отрывом xfs.

Если сравнивать наиболее распространенные файловые системы между собой, то выходит следующее:

потеря производительности для xfs по мере добавления промежуточных уровней device mapper’a менее существенна, чем для ext3.

ext3 — обычная, вылизанная до блеска, файловая система, сравнительно простая во внутренней организации, за счет чего не особо эффективная. Поддерживается всем, чем угодно, совместима с ext2. Обычно ставится по умолчанию именно по этим причинам. К тому же, невелик риск потерять что-либо.

xfs — более сложная, более эффективная в работе с большими по размеру файлами, хорошо работает с большими по объему каталогами на чтение и поиск в них. Эффективно реализована поддержка ACL. Невысокая нагрузка на процессор.

Особенности при работе LVM2 — размер файловой системы ext3 можно как увеличивать, так и уменьшать, но лишь при отмонтированной файловой системе, в отличии от xfs, которую можно лишь увеличивать, но на смонтированной файловой системе, то есть, не прерывая работу с ней.

для xfs также есть возможность принудительно сбросить буферы на диск без отмонтирования и прерывания работы с ней. Для ext3 snapshot через LVM будет аналогичен состоянию файловой системы при отключении питания. Но разработчики обещали поправить это дело в новых версиях ядра.

При работе с xfs жизненно необходим ups, и не рекомендуется держать на ней корневую файловую систему, так как xfs считает, что содержимое находившихся открытыми на запись файлов при некорректном прерывании работы системы не определено, и она заполняет эти файлы нулями. (смертельно для базы данных)

ext2 — та же ext3, только без поддержки журналирования, за счет чего работает быстрее.

jfs дает хороший прирост в скорости работы. Плюс этой файловой системы в том, что возможно восстановить данные с поврежденного тома, или же стертые данные, в отличии от ext3, но при этом, jfs не сохраняет данные о стертых каталогах а файлах, что затруднит поиск. Нет ограничений на количество файлов. Одинаково производительна как на файлах малого обьема, так и на файлах большого обьема. fsck работает очень быстро. Минимальная нагрузка на процессор, оптимизирована для работы в многопроцессорной среде. Раздел можно лишь увеличить. Идеально подходит для хранения корневой файловой системы.

reiserfs — не доработанная до конца, и нынче не развиваемая, файловая система, т.к. ее разработчик находится в тюрьме. reiserfs достаточно быстрая файловая система, но при условии, что файлы будут иметь небольшой размер. Недостатки — высокая нагрузка на процессор, нередки случаи безвозвратной потери информации при крахе файловой системы. Можно использовать для какого-нибудь кэша.

На этом, в общем-то, все. Приятного всем дня

ps: адекватные люди подсказали, что на хабре уже был краткий обзор фс. Выкладываю его ссылку сюда.

Файловая система Linux

Файловая система — часть операционной системы, которая обеспечивает чтение и запись файлов на дисковых носителях информации. Файловая система устанавливает физическую и логическую структуру файлов, правила их создания и управления ими, а также сопутствующие данные файла и идентификацию. Конкретная файловая система определяет размер имени файла, максимальный возможный размер файла. Операционная Система Linux поддерживает множество файловых систем, в том числе и используемые в Windows файловые системы FAT, FAT32, NTFS, но при установке OC Linux рекомендуем выбрать родную систему Extfs, Ext2, Ext3, Ext4, ReiserFS, XFS.

Теперь давайте разберемся, что такое целостность файловой системы. Файловую систему можно считать целостной, если один блок данных принадлежит одному файлу, те есть изменение одного файла не приводит к изменению другого файла. Иногда при проверке файловой системы в Windows обнаруживалось что один кластер принадлежит двум или более файлам одновременно.

В начале каждой файловой системы есть чистый бит. При подключении файловой системы этот бит стирается. Это означает, что файловая система используется в данный момент, а при завершении работы этот бит заменяется обратно в чистый. Если при загрузке чистый бит не установлен, то ОС запускает средство проверки файловой системы. В Windows это программа – scandisk, а в Linux программа fsck. Программы проверяют целостность файловой системы.

Чистый бит не устанавливается по причинам отключение питания, сбой программ, или перезагрузке компьютера кнопкой Reset.

Рассмотрим как работают файловая система Ext2. Данные сначала кэшируются и только потом записываются на диск, чем достигается высокая производительность. Но предположим возникли проблемы с питанием и ОС не успеет сохранить данные, следовательно компьютер обнаружит нарушение целостности жесткого диска и запустит средство проверки файловой системы, затем восстановит работоспособность. Но этот процесс занимает много времени. Визуально загрузка будет происходить дольше обычного.

А вот еще один нюанс, представим такую ситуацию. У нас жесткий диск 500 Гб, и вы поленились разбить его на разделы и у вас один большой раздел 500 Гб. Представляете время такой проверки. Все это справедливо для не журнальной файловой системы.

Рассмотрим как работает журнальная файловая система на примере Ext3. Обычная файловая система выполняет просто запланированные команды, а вот журнальная файловая система перед каким либо действием записывает план действий в специальный файл, который называется журнальный. Например, скопировать файл file.txt в файл file.Txt, а затем удалить файл file.txt. Здесь нужно отметить, что ОС Linux чувствительна к регистру и это два разных файла. Как только журнальная файловая система убедится, что стратегический план действий полностью завершен и данные успешно записаны на диск она вычеркивает этот пункт из журнала. Теперь в случае сбоя компьютера и перезагрузки его, при следующем запуске программа проверки файловой системы будет проверять не все данные на диске, а только те файлы, которые находятся в журнале, ведь если и будут ошибки, то они будут в файлах, которые не успели записаться. Но ведь ошибок может и не быть по причине того, что запись в журнальный файл ведется до начало операции по работе с диском и в момент отключения питания процесс записи на диск еще не начался.

В этом разрезе можно сделать вывод, что вероятность ошибок в журнальной файловой системе значительно снижается.

Рассмотрим файловые системы более подробно

Файловая система Extfs (Extended File System) расширенная файловая система — первая файловая система, разработанная специально для ОС на ядре Linux. Наибольший возможный размер раздела файла  — 2 Гб. Максимальная длина имени файла — 255 символов. Вытеснена файловыми системами Ext2 и Ext3.

Файловая система Ext2 расширенная файловая система достаточно быстрая но не является журналируемой файловой системой и это её главный недостаток. Развитием Ext2 стала журналируемая файловая система Ext3, полностью совместимая с ext2.

Файловая система Ext3 принадлежит к новому поколению журналируемых систем, на данном этапе она является системой по умолчанию в большинстве современных дистрибутивов Linux. В некоторых источниках вы могли встречать информацию, что максимальный размер файла для Ext3 равен 2 Гб, что делает ее не пригодной для использовании на сервере. Это ограничение существовало раньше при ядре 2.2. В настоящее время файловая система Ext3 поддерживает файлы размером до 1 Тб.
Раздел Ext3 могут читать Windows-программы (например, Total Commander).

Файловая система ext4 принадлежит к новому поколению журналируемых систем, основана на ext3 и совместимая с ней (прямо и обратно). Отличается от Ext3 поддержкой групп смежных физических блоков, управляемых как единое целое, повышенной скоростью проверки целостности и рядом других усовершенствований. Максимальный размер файловой системы не может превышать 16 Тбайт, это связано с тем, что существующая mkfs не умеет пока что работать в 64-битном режиме (но поддержка со стороны ядра есть). В октябре 2008 была переименована из ext4dev в ext4, что символизирует то, что с точки зрения разработчиков она достаточно стабильна. В ядре 2.6.28 (вышедшем 25.12.2008) файловая система уже называется ext4 и считается стабильной. Считается, что файловая система ext4 рассматривается как промежуточный шаг на пути к файловой системе следующего поколения Btrfs, которая претендует на звание основной файловой системы Linux в будущем. Однако это будущее наступит не раньше чем через 2-3 года. Из всего перечисленного можно сделать вывод, что файловая система ext4 находится в состоянии развития. Её уже можно использовать для экспериментов, но пока что не рекомендуется хранить на ней ценные данные.

Файловая система ReiserFS относится к новому поколению журналируемых систем разработанная специально для Linux. В настоящее время ReiserFS поддерживается только под GNU/Linux. Считается самой экономичной, поскольку позволяет хранить несколько файлов в одном блоке, что позволяет использовать каждый байт вашего компьютера. Обычные файловые системы могут хранить в одном блоке один файл или одну его часть. Версии ReiserFS признаны нестабильными компанией Namesys и не рекомендованы для промышленного использования, особенно в связке с NFS. Обычно под словом ReiserFS понимают третью версию, а четвёртую называют Reiser4. В настоящий момент разработка Reiser3 прекращена.

Файловая система XFS высокопроизводительная журналируемая файловая система разработана компанией Silicom Graphics в 2001г. Отличается от других файловых систем тем, что она изначально была рассчитана для использования на дисках большого объема, более 2 Тбайт. Существует возможность потери данных во время записи при сбое питания, так как большое количество буферов хранится в памяти. Процесс восстановления потерянных файлов в XFS очень сложный, поэтому на данный момент не существует программного обеспечения для восстановления.

СВами.

Файловые системы Unix. Разработка ядра Linux

Читайте также

Файловые системы Windows

Файловые системы Windows Windows поддерживает на непосредственно подключенных устройствах файловые системы четырех типов, но только первый из них будет иметь для нас существенное значение на протяжении всей книги, поскольку именно полнофункциональная файловая система этого

Объединенные файловые системы

Объединенные файловые системы Взгляните повнимательнее на уже знакомый нам рисунок. Пространство имен путей в QNX/Neutrino.Обратите внимание, что ответственными за префикс «/» объявили себя как файловая система fs-qnx4, так и администратор процессов. Это нормально, и

Глобальные файловые системы

Глобальные файловые системы Я испытываю особый интерес к файловым системам, поддерживающим устройства хранения информации подключенные к сети. Когда мы начнем разделять диски между несколькими системами в сети, скорость доставки данных станет очень важным фактором.

Файловые системы

Файловые системы Как известно ещё с советских атеистических времен, Господь Бог, создавая человека, хотел сделать его умным, честным и партийным. Но оказалось, что даже он, при всём своём всемогуществе, не смог ему дать больше двух качеств вместе.Аналогично и с файловыми

2.3.2. Файловые системы

2.3.2. Файловые системы Теперь поговорим о файловых системах, с которыми работает Linux. Эта ОС поддерживает множество систем, в том числе и Windows-файловые системы FAT, FAT32 и NTFS, но при установке ОС Linux желательно выбрать родную систему Ext2, Ext3 или ReiserFS (это название часто сокращают

16.6. Новые файловые системы

16.6. Новые файловые системы Файловая система ext2fs была создана по образу и подобию файловой системы UNIX (UNIX File System — UFS). Обе они (особенно UFS) создавались еще в те времена, когда диски и другие физические носители данных имели довольно маленький (по современным меркам) объем.

16.7. Журналируемые файловые системы

16.7. Журналируемые файловые системы Основная цель, которая преследуется при создании журналируемых файловых систем, состоит в том, чтобы обеспечить быстрое восстановление системы после сбоев (например, после потери питания). Дело в том, что если произойдет такой сбой, то

6.4 Другие файловые системы

6.4 Другие файловые системы Операционная система Windows NT обеспечивает поддержку различных файловых систем. Основной, обладающей полным спектром возможностей файловой системой является NTFS. Компания Microsoft утверждает, что в ныне устаревшую файловую систему FAT новые функции

7.5.1. Файловые системы

7.5.1. Файловые системы Файл /proc/filesystems хранит информацию об известных ядру типах файловых систем. Этот список не очень полезен, так как он не полный: файловые системы могут подключаться и отключаться динамически в виде модулей ядра. В файле /proc/filesystems перечислены типы

1.3. Файловые системы CD и DVD

1.3. Файловые системы CD и DVD Чтобы проигрыватель дисков или компьютерный привод мог правильно читать информацию на CD/DVD большинства форматов, на дисках создается файловая система, подобная создаваемой на жестких дисках компьютера. Файловая система представляет собой

5.1. Различные файловые системы

5.1. Различные файловые системы Linux поддерживает много различных файловых систем. Начинающий пользователь просто теряется, когда видит такое многообразие выбора, — ведь в качестве корневой файловой системы доступны: ext2, ext3, ext4, XFS, ReiserFS, JFS.«Родной» файловой системой Linux

2.4. Файловые системы

2.4. Файловые системы Все современные дисковые операционные системы обеспечивают создание файловой системы, предназначенной для хранения данных на дисках и обеспечения доступа к ним. Принцип организации файловой системы – табличный. Поверхность жесткого диска

6.6. Файловые системы

6.6. Файловые системы 6.6.1. Назначение и функционирование файловой системы В операционных системах файловая система относится к основным понятиям и определяется как общая система, которая устанавливает правила присвоения имен файлам, хранение, организацию и обработку

Файловые системы

Файловые системы Таблица разделов указывает на первые сектора каждого раздела. Для размещения файлов в разделе его следует отформатировать, то есть создать внутри раздела файловую систему. Основная запись файловой системы обычно начинается в первом секторе раздела.

ГЛABA 12  Файловые системы

ГЛABA 12  Файловые системы B начале этой главы мы даем обзор файловых систем, поддерживаемых Windows, а также описываем типы драйверов файловых систем и принципы их работы, в том числе способы взаимодействия с другими компонентами операционной системы, например с диспетчерами

Введение в файловые системы

В настоящее время компьютерный рынок предлагает огромное количество разнообразных возможностей для хранения информации в цифровом виде. Существующие устройства хранения включают внутренние и внешние жесткие диски, карты памяти фото / видеокамер, USB-накопители, наборы RAID и другие сложные хранилища. На них хранятся фрагменты данных в виде файлов, таких как документы, изображения, базы данных, сообщения электронной почты и т. Д., Которые должны быть эффективно организованы на диске и легко извлечены при необходимости.

В следующей статье дается общий обзор файловой системы, основных средств управления данными в любом хранилище, и описываются особенности ее различных типов.

Что такое файловая система?

Любой компьютерный файл хранится на носителе с заданной емкостью. Фактически, каждое хранилище представляет собой линейное пространство для чтения или чтения и записи цифровой информации. Каждый байт информации в нем имеет свое смещение от начала хранения, известное как адрес , и ссылается на этот адрес.Хранилище можно представить в виде сетки с набором пронумерованных ячеек (каждая ячейка представляет собой один байт). Любой сохраненный в хранилище предмет получает свои ячейки.

Обычно компьютерные запоминающие устройства используют пару из сектора и внутрисекторного смещения для ссылки на любой байт информации в запоминающем устройстве. Сектор — это группа байтов (обычно 512 байтов ), минимальная адресуемая единица физической памяти. Например, , байт 1040 на жестком диске будет обозначаться как сектор # 3 и смещение в секторе 16 байтов ([сектор] + [сектор] + [16 байтов]).Эта схема применяется для оптимизации адресации хранилища и использования меньшего числа для ссылки на любую часть информации, находящуюся в хранилище.

Чтобы опустить вторую часть адреса (внутрисекторное смещение), файлы обычно сохраняются , начиная с начала сектора , а занимают целые сектора (например: 10-байтовый файл занимает весь сектор, 512-байтовый файл также занимает весь сектор, при этом 514-байтовый занимает два целых сектора).

Каждый файл хранится в « неиспользуемых» секторах и может быть прочитан позже по его известному положению и размеру. Однако как узнать, какие сектора заняты, а какие свободны? Где хранятся размер, позиция и имя файла? Именно за это и отвечает файловая система .

В целом, файловая система (часто сокращенно FS) представляет собой структурированное представление данных и набор метаданных , описывающих эти данные.Применяется к хранилищу во время операции форматирования. Эта структура служит для всего хранилища, а также является частью изолированного сегмента хранилища — раздела диска . Обычно он работает в блоках, , а не секторах. Блоки FS — это группы секторов, которые оптимизируют адресацию хранилища. В современных типах обычно используются блоки размером от 1 до 128 секторов (512-65536 байт). Файлы обычно хранятся в начале блока и занимают целые блоки.

Константа Операции записи / удаления в хранилище вызывают его фрагментацию .Таким образом, файлы не хранятся целиком, а разбиваются на фрагменты. Например, том полностью занят файлами размером около 4 блоков каждый (например, коллекцией фотографий). Пользователь хочет сохранить тот, который займет 8 блоков, и поэтому удаляет первый и последний файлы. Тем самым он освобождает пространство из 8 блоков, однако первый сегмент находится рядом с началом хранилища, а второй — в конце хранилища. В этом случае 8-блочный файл разбивается на две части (по 4 блока на каждую) и занимает «дыры» в свободном пространстве.Информация об обоих фрагментах как о его частях хранится в файловой системе.

В дополнение к данным пользователя файловая система также содержит свои собственные параметры , (например, размер блока), файловые дескрипторы, (включая его размер, расположение, фрагменты и т. Д.), имен и иерархию каталогов . Он также может хранить информацию о безопасности, , расширенные атрибуты, и другие параметры.

Чтобы соответствовать разнообразным требованиям пользователей, таким как производительность, стабильность и надежность хранилища, разработано множество типов (или форматов) файловых систем, которые могут более эффективно служить различным целям.

Файловые системы Windows

Microsoft Windows использует две основные файловые системы: NTFS , основной формат, используемый по умолчанию в большинстве современных версий этой ОС, и FAT , унаследованный от старой DOS и имеющий exFAT в качестве более позднего расширения. ReFS также был представлен Microsoft как формат нового поколения для серверных компьютеров, начиная с Windows Server 2012. HPFS , разработанный Microsoft совместно с IBM, можно найти только на очень старых машинах под управлением Windows NT до 3.5.

FAT

FAT (таблица размещения файлов) — один из простейших типов файловой системы, который существует с 1980-х годов. Он состоит из сектора дескриптора FS (загрузочный сектор или суперблок), таблицы распределения блоков (называемой таблицей размещения файлов) и простого пространства хранения для хранения данных. Файлы в FAT хранятся в каталогах. Каждый каталог представляет собой массив 32-байтовых записей , каждая из которых определяет файл или его расширенные атрибуты (например,грамм. длинное имя). Запись атрибутирует первый блок файла. Любой следующий блок можно найти в таблице распределения блоков, используя его как связанный список.

Таблица распределения блоков содержит массив дескрипторов блоков. Нулевое значение указывает, что блок не используется, а значение , отличное от нуля, относится к следующему блоку файла или специальному значению для его конца.

Числа в FAT12 , FAT16 , FAT32 обозначают количество битов, используемых для адресации блока FS.Это означает, что FAT12 может использовать до 4096 различных ссылок на блоки, а FAT16 и FAT32 могут использовать до 65536 и 4294967296 соответственно. Фактическое максимальное количество блоков еще меньше и зависит от реализации драйвера FS .

FAT12 и FAT16 раньше применялись к старым гибким дискам и в настоящее время не находят широкого применения. FAT32 все еще широко используется для карт памяти и USB-накопителей .Формат поддерживается смартфонами, цифровыми фотоаппаратами и другими портативными устройствами.

FAT32 может использоваться на Windows-совместимых внешних хранилищах или дисковых разделах с размером до 32 ГБ , если они отформатированы с помощью встроенного инструмента этой ОС, или до 2 ТБ, если для форматирования используются другие средства хранилище. Файловая система также не позволяет создавать файлы размером более 4 ГБ . Для решения этой проблемы был представлен exFAT , который не имеет реальных ограничений по размеру и часто используется на современных внешних жестких дисках и твердотельных накопителях.

NTFS

NTFS (файловая система новой технологии) была представлена ​​в 1993 году вместе с Windows NT и в настоящее время является наиболее распространенной файловой системой для компьютеров конечных пользователей на базе Windows. Большинство операционных систем линейки Windows Server также используют этот формат.

Этот тип файловой системы достаточно надежен благодаря журналированию и поддерживает множество функций, включая управление доступом , , шифрование , и т. Д. Каждый файл в NTFS хранится как дескриптор в таблице основных файлов и ее содержимом данных.Таблица главного файла содержит записи со всей информацией о них: размер, распределение, имя и т. Д. Первые 16 записей таблицы сохраняются для BitMap, который хранит записи всех свободных и используемых кластеров, журнал, используемый для ведения журнала. записи и BadClus, содержащий информацию о плохих кластерах. Первый и последний секторы файловой системы содержат ее , настройки (загрузочная запись или суперблок ). В этом формате для ссылок на файлы используются значения 48, и , 64 бита, , что позволяет поддерживать хранилища данных с чрезвычайно высокой емкостью.

ReFS

ReFS (Resilient File System) — это последняя разработка Microsoft, представленная в Windows 8 и теперь доступная для Windows 10. Его архитектура полностью отличается от других форматов Windows и в основном организована в виде B + -дерева . ReFS отличается высокой отказоустойчивостью за счет внесенных в него новых функций. Наиболее примечательным среди них является Copy-on-Write (CoW): метаданные не изменяются без копирования; данные не записываются поверх существующих данных — они помещаются в другую область на диске.После любых изменений новая копия метаданных сохраняется в свободной области хранилища, а затем система создает ссылку из старых метаданных на новую копию. Таким образом, значительное количество старых резервных копий хранится в разных местах, обеспечивая легкое восстановление данных, если это пространство хранения не будет перезаписано.

HPFS

HPFS (высокопроизводительная файловая система) была создана Microsoft в сотрудничестве с IBM и представлена ​​в OS / 2 1.20 в 1989 году в качестве файловой системы для серверов, которая могла обеспечить гораздо лучшую производительность по сравнению с FAT. В отличие от FAT, которая просто выделяет любой первый свободный кластер на диске для фрагмента файла, HPFS стремится упорядочить файл в непрерывные блоки или, по крайней мере, гарантировать, что его фрагменты (называемые экстентами ) расположены максимально близко к друг с другом. В начале HPFS есть три управляющих блока, занимающих 18 секторов: загрузочный блок , суперблок и резервный блок .Оставшееся пространство хранения разделено на части смежных секторов, называемых полосами , , занимающими 8 МБ каждый. Полоса имеет свою собственную битовую карту выделения секторов , показывающую, какие сектора в ней заняты (1 — занят, 0 — свободен). Каждый файл и каталог имеет свой собственный F-Node , расположенный рядом с ним на диске — эта структура содержит информацию о расположении файла и его расширенных атрибутах. Специальная полоса каталогов , расположенная в центре диска, используется для хранения каталогов, в то время как сама структура каталогов представляет собой сбалансированное дерево с алфавитными записями.

Подсказка: Информацию о перспективах восстановления данных для типов ФС, используемых в Windows, можно найти в статьях, посвященных особенностям восстановления данных в различных ОС и возможностям восстановления данных. Подробные инструкции и рекомендации можно найти в руководстве, посвященном восстановлению данных из Windows.

Файловые системы macOS

MacOS от Apple применяет два типа FS: HFS + , расширение их устаревшей HFS, используемой на старых компьютерах Macintosh, и APFS, формат, используемый современными компьютерами Mac под управлением macOS 10.14 и новее.

HFS +

HFS + раньше был основным форматом для настольных продуктов Apple , включая компьютеры Mac, iPod, а также продукты Apple X Server, прежде чем он был заменен на APFS в macOS High Sierra. В продвинутых серверных продуктах также используется Apple Xsan, кластерная файловая система , созданная на основе StorNext и CentraVision.

HFS + использует B-деревья для размещения и поиска файлов.Тома делятся на секторы, обычно размером 512 байт, затем они группируются в блоки распределения, количество которых зависит от размера всего тома. Информация о свободных и использованных блоках распределения хранится в файле распределения. Все блоки распределения, назначенные каждому файлу в качестве расширений, записываются в файл переполнения расширений. И, наконец, все атрибуты файла перечислены в файле Attributes. Надежность данных повышается за счет ведения журнала, что позволяет отслеживать все изменения в системе и быстро возвращать ее в рабочее состояние в случае непредвиденных событий.Среди других поддерживаемых функций — жесткие ссылки на каталоги, шифрование логических томов, контроль доступа, сжатие данных и т. Д.

APFS

Файловая система Apple предназначена для решения фундаментальных проблем, присущих ее предшественнице, и была разработана для эффективной работы с современными флэш-накопителями и твердотельными накопителями. В этом 64-битном формате для повышения производительности используется метод копирования при записи, который позволяет копировать каждый блок до того, как к нему будут применены изменения, и предлагает множество функций обеспечения целостности данных и экономии места.Все содержимое и метаданные о файлах, папках и других структурах APFS хранятся в контейнере APFS. Суперблок контейнера хранит информацию о количестве блоков в контейнере, размере блока и т. Д. Информация обо всех выделенных и свободных блоках контейнера управляется с помощью структур Bitmap. Каждый том в контейнере имеет свой собственный Volume Superblock , который предоставляет информацию об этом томе. Все файлы и папки тома записаны в B-Tree файлов и папок , а B-Tree Extents отвечает за экстенты — ссылки на содержимое файла (начало файла, его длина в блоках).

Подсказка: Подробности, касающиеся возможности восстановления данных из этих типов ФС, можно найти в статьях об особенностях восстановления данных в зависимости от операционной системы и шансах на восстановление данных. Если вас интересует практическая сторона процедуры, обратитесь к руководству по восстановлению данных из macOS.

Файловые системы Linux

Linux с открытым исходным кодом направлен на реализацию, тестирование и использование различных типов файловых систем.К наиболее популярным форматам для Linux относятся:

Внешний

Ext2, Ext3, Ext4 — это просто разные версии «родной» файловой системы Linux Ext. Этот тип подпадает под активные разработки и усовершенствования. Ext3 — это просто расширение Ext2 , которое использует транзакционные операции записи файлов с журналом . Ext4 — это дальнейшее развитие Ext3, расширенное за счет поддержки оптимизированной информации о размещении файлов (экстентов) и расширенных атрибутов файлов.Эта FS часто используется как «корень » для большинства установок Linux.

ReiserFS

ReiserFS — альтернативная файловая система Linux, оптимизированная для хранения огромного количества небольших файлов . Он имеет хорошие возможности поиска и позволяет компактно размещать файлы, сохраняя их хвосты, или просто очень маленькие элементы вместе с метаданными, чтобы избежать использования для этой цели больших блоков FS. Однако этот формат больше не активно развивается и не поддерживается.

XFS

XFS — надежная журналируемая файловая система, изначально созданная Silicon Graphics и используемая ее серверами IRIX. В 2001 году он попал в ядро ​​Linux и теперь поддерживается большинством дистрибутивов Linux, некоторые из которых, например Red Hat Enterprise Linux, даже используют его по умолчанию. Этот тип FS оптимизирован для хранения очень больших файлов и томов на одном хосте.

JFS

JFS — файловая система, разработанная IBM для мощных вычислительных систем компании.JFS1 обычно означает JFS , JFS2 — второй выпуск. В настоящее время это проект с открытым исходным кодом и реализован в большинстве современных версий Linux.

Btrfs

Btrfs — файловая система, основанная на принципе копирования при записи (COW), которая была разработана Oracle и поддерживается основным ядром Linux с 2009 года. Btrfs включает в себя функции менеджера логических томов , может охватывает несколько устройств и предлагает гораздо более высокую отказоустойчивость, лучшую масштабируемость, более простое администрирование и т. д.вместе с рядом дополнительных возможностей.

F2FS

F2FS — файловая система Linux, разработанная Samsung Electronics и адаптированная к специфике устройств хранения на базе флэш-памяти NAND , которые широко используются в современных смартфонах и других вычислительных системах. Этот тип работает на основе подхода лог-структурированной файловой системы (LFS) и учитывает такие особенности флеш-хранилища, как постоянное время доступа и ограниченное количество циклов перезаписи данных.Вместо создания одного большого блока для записи, F2FS собирает блоки в отдельные блоки (до 6), которые записываются одновременно.

Концепция « жестких ссылок », используемая в таких операционных системах, делает большинство типов Linux FS похожими в том смысле, что имя файла не рассматривается как атрибут файла, а скорее определяется как псевдоним для файла в определенном каталоге. Файловый объект может быть связан из многих местоположений , даже умножен из одного и того же каталога под разными именами.Это может привести к серьезным и даже непреодолимым трудностям при восстановлении имен файлов после их удаления или логического повреждения.

Подсказка: Информацию о возможности успешного восстановления данных из указанных типов ФС можно найти в статьях, описывающих особенности восстановления данных из различных операционных систем и возможности восстановления данных. Чтобы понять, как следует проводить процедуру, воспользуйтесь инструкцией по восстановлению данных из Linux.

Файловые системы BSD, Solaris, Unix

Наиболее распространенной файловой системой для этих операционных систем является UFS (файловая система Unix), также часто называемая FFS (быстрая файловая система).

В настоящее время UFS (в различных редакциях) поддерживается всеми операционными системами семейства Unix и является основной файловой системой ОС BSD и ОС Sun Solaris. Современные компьютерные технологии стремятся реализовать замену UFS в различных операционных системах ( ZFS для Solaris, JFS и производные форматы для Unix и т. Д.).

Подсказка: Информацию о вероятности успешного результата при восстановлении данных из этих типов ФС можно найти в статьях об особенностях восстановления данных для ОС и возможностях восстановления данных. Сам процесс описан в инструкции, посвященной восстановлению данных из Unix, Solaris и BSD.

Кластерные файловые системы

Кластерные файловые системы используются в компьютерных кластерных системах и поддерживают распределенное хранилище.

Типы распределенных ФС включают:

• ZFS — компания Sun « Zettabyte File System » — формат, разработанный для распределенных хранилищ ОС Sun Solaris.

• Apple Xsan — развитие компании Apple CentraVision, а затем StorNext.

• VMFS — «Файловая система виртуальной машины », разработанная компанией VMware для своего сервера VMware ESX.

• GFS — Red Hat Linux « Глобальная файловая система ».

• JFS1 — исходная (устаревшая) конструкция IBM JFS , используемая в старых системах хранения AIX.

Общие свойства этих файловых систем включают поддержку распределенных хранилищ, расширяемость и модульность.

Чтобы узнать о других технологиях, используемых для хранения и обработки данных, обратитесь к разделу «Технологии хранения».

Последнее обновление: 10 сентября 2021 г.