2.2.2. Журналируемые файловые системы

2.2.2. Журналируемые файловые системы

Представим такую ситуацию. У вас есть жесткий диск, скажем, на 80 Гб. Сегодня таким объемом никого не удивишь, не так ли? Вы поленились разбить его на разделы, и у вас есть один большой раздел, занимающий все ваши 80 Гб. И вот в момент записи на диск произошло отключение питания. Хорошо, если это случилось во время записи данных какого-то файла, пусть и очень важного: файл можно восстановить хотя бы частично. А вот если свет погас, когда операционная система записывала метаданные, то расположение файла на диске перестанет соответствовать списку принадлежащих ему блоков в индексном дескрипторе. Файловая система может утратить целостность, то есть такое состояние, когда каждый блок принадлежит не более чем одному файлу (inode). В результате вы можете не досчитаться не одного, а сотни файлов.

Признаком потери целостности служит бит чистого размонтирования (clean bit), точнее, его отсутствие. Этот бит сбрасывается при подключении (монтировании) файловой системы в знак того, что файловая система сейчас используется. После успешного размонтирования файловой системы этот бит устанавливается снова.

Если при монтировании файловой системы в процессе загрузки операционная система обнаруживает, что чистый бит не установлен, она запускает средство проверки файловой системы — программу fsck. Представляете, сколько времени займет такая проверка? Даже при условии, что ошибок будет мало или вообще не будет, придется ждать довольно долго. А если еще будет нарушена целостность, тогда восстановление этой целостности займет еще несколько минут вашего времени.

Все это справедливо для обычной файловой системы. Журналируемая же файловая система перед тем, как что-то сделать с файлами, записывает на диск некое описание планируемой операции и вычеркивает каждый пункт плана только после того, как он успешно выполнен. Тогда после сбоя можно будет не проверять на целостность весь огромный раздел, а только просмотреть журнал и откатить незаконченные операции.

Имейте в виду, что целью журналирования является обеспечение целостности файловой системы, а не сохранность пользовательских данных как таковых.

Журналировать операции записи самих данных тоже можно: в этом случае есть вероятность, что данные после сбоя будут восстановлены. Правда, согласно золотому правилу механики, за все нужно платить, и платить приходится быстродействием.

Решают вопрос разными ухищрениями: например, запись происходит в момент наименьшей активности, некоторые журналируемые файловые системы позволяют разместить журнал на другом физическом диске. Да и фактически время работы с журналом намного меньше, чем работа непосредственно с данными. И, естественно, некоторый полезный объем теперь приходится отводить под сам журнал, но его размеры обычно не превышают 32 Мбайт, что по нынешним временам не так уж и много.

И все же лучшим средством от неожиданного отключения до сих пор являются источники бесперебойного питания…

Современные версии ядра Linux (2.6.x) поддерживают в качестве родных четыре журналируемые файловые системы: ReiserFS, ext3fs, XFS и JFS. Из них журналирование данных поддерживает только ext3fs. Список файловых систем, которые поддерживаются вашим ядром, содержится в файле /proc/filesystems.

ReiserFS

Разработана Хансом Райзером (Hans Reiser) и его компанией Namesys (http://www.namesys.com) и официально включена в ядро 2.4.4. Преимущества данной ФС в основном проявляются в работе с мелкими файлами: они целиком хранятся в своих i-узлах (inode), без выделения блоков в области данных. Вместе с экономией места это способствует и росту производительности, так как данные и метаданные хранятся в непосредственной близости и могут быть считаны одной операцией ввода/вывода.

Другая особенность ReiserFS состоит в том, что хвосты файлов длиной меньше чем в один блок могут быть упакованы в один дисковый блок (режим тайлинга). Это обеспечивает около 5% экономии дискового пространства. Именно работа с маленькими файлами (меньше килобайта) и обслуживание большого их количества выделяет данную ФС среди прочих.

ReiserFS несовместима с ext2fs на уровне утилит обслуживания файловой системы, однако соответствующий инструментарий, объединенный в пакет reiserfsprogs, уже давно включается в стандартную поставку современных дистрибутивов. Если у вас его нет, то скачать можно по адресу ftp://ftp.namesys.com/pub/reiserfsprogs/reiserfsprogs-3.6.19.tar.gz.

Там же можно взять патчи для ядра 2.4.x.

К сожалению, загрузчики Linux (LILO и GRUB) не способны загрузить ядро Linux с раздела ReiserFS, оптимизированного в режиме тайлинга. Поэтому под каталог /boot лучше отводить отдельный раздел с файловой системой, совместимой с ext2fs.

XFS

При работе с огромными (терабайтными) файлами вне конкуренции остается файловая система XFS, разработанная компанией Silicon Graphics (сейчас SGI) специально для операций с мультимедийными данными и впервые появившаяся в 1994 г. в версии ОС Irix 5.3. Она использует 64-битную адресацию, что позволяет увеличить максимальный размер файловой системы до 18 тысяч петабайт (при этом предельный размер файла составляет 9 тысяч петабайт).

Особенностью этой файловой системы является устройство журнала: в журнал пишется часть метаданных самой файловой системы таким образом, что весь процесс восстановления после сбоя сводится к копированию этих данных из журнала в файловую систему. Размер журнала задается при создании системы, он должен быть не меньше 32 мегабайт.

XFS эффективно распараллеливает операции ввода-вывода: она делит все пространство раздела на несколько равных областей (allocation group), служащих своего рода автономными файловыми системами в рамках единой XFS.

Пакет утилит обслуживания xfsprogs можно скачать с http://oss.sgi.com/projects/xfs/download.html (содержит ссылку на российское зеркало).

JFS

Разработана IBM для рабочих станций под управлением ОС AIX, затем портирована для Linux и выпущена по Стандартной Общественной Лицензии. Всю необходимую информацию о ней можно найти по адресу http://jfs.sourceforge.net.

Размер журнала составляет примерно 40% от размера файловой системы. Эта файловая система может содержать несколько сегментов, содержащих журнал и данные. Такие сегменты называются агрегатами и могут монтироваться отдельно. Умеет она также хранить маленькие файлы и каталог и, содержащие не больше 8 файлов, в пределах индексного дескриптора.

Широкого признания пока не получила.

Ext3fs

Файловая система ext3fs официально включена в ядро Linux с версии 2.4.16. Впервые она появилась в дистрибутивах RedHat и SuSE. Современные дистрибутивы, основанные на ядре 2.6.x, предлагают установить ext3fs по умолчанию.

Некоторые источники утверждают, что ext3fs — это всего лишь «надстройка» над файловой системой ext2fs, а не самостоятельная файловая система. Благодаря такому происхождению ext3fs совместима со всеми программами для обслуживания и настройки файловой системы ext2fs. И перейти на ext3fs можно простым добавлением файла журнала к ext2fs, не только без переформатирования раздела, но даже и без перезагрузки машины. Более того, ОС Linux на старых ядрах, не поддерживающих ext3fs, могут работать с разделами, на которых сформирована эта файловая система, просто подключая их как разделы ext2fs.

Кроме того, ext3fs — самая надежная из рассмотренных в этом параграфе новых файловых систем: в ней предусмотрено журналирование операций не только с метаданными, но и с данными файлов.

Журнал может быть включен в одном из следующих режимов:

? полного журналирования (journal);

? последовательном (ordered, применяется по умолчанию);

? обратной записи (writeback).

Режим полного журналирования позволяет минимизировать ваши потери при отключении питания, но является наиболее медленным из всех трех режимов. Этот режим и подразумевает журналирование записи пользовательских данных.

Самый быстрый режим — это «обратная запись». Это обыкновенное журналирование только метаданных.

Режим «последовательный» представляет собой компромисс между скоростью и полнотой. Официально журналируются только метаданные, но блоки соответствующих им данных записываются первыми. В большинстве случаев такой режим гарантирует сохранность данных, особенно если данные дописывались в конец файла, как обычно и бывает.

Какой режим выбрать? Если ваш сервер является файловым (FTP, WWW-сервер), то есть таким, который используется пользователями для хранения файлов, выберите режим полного журналирования — пользователи будут вам благодарны. Пусть в этом режиме сервер будет работать чуть медленнее, зато в случае ЧП можно минимизировать потери информации. Во всех остальных случаях нужно установить режим «Последовательный», точнее вообще не нужно ничего устанавливать — он используется по умолчанию.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.



Поделитесь на страничке

Похожие главы из других книг:

Файловые системы Windows

Из книги автора

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


Файловые системы Unix

Из книги автора

Файловые системы Unix Исторически так сложилось, что ОС Unix обеспечивает четыре абстракции, связанные с файловыми системами: файлы, элементы каталогов (directory entry), индексы (inode) и точки монтирования (mount point).Файловая система — это иерархическое хранилище данных определенной


Объединенные файловые системы

Из книги автора

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

Из книги автора

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

Из книги автора

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

Из книги автора

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

Из книги автора

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

Из книги автора

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


7.5.1. Файловые системы

Из книги автора

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

Из книги автора

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

Из книги автора

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

Из книги автора

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

Из книги автора

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

Из книги автора

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

Из книги автора

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