Приклади популярних файлових систем, а також їх класифікація. Механізм просторового запису файлів. Система ISO 9660 для оптичних накопичувачів. Режими журналювання. Порівняння файлових систем Windows XP та Linux. Поняття жорсткого посилання в Linux.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

1. Класифікація файлових систем

За призначенням файлові системи можна класифікувати на наступні категорії:

· Для носіїв з довільним доступом (наприклад, твердий диск): FAT32, HPFS, ext2 і ін. Останнім часом поширилися журнальовані файлові системи, такі як ext3, Reiserfs, JFS, NTFS, XFS.

· Для оптичних носіїв - CD і DVD: ISO 9660, HFS, UDF.

· Віртуальні файлові системи: AEFS і ін.

· Мережні файлові системи: NFS, SMBFS, SSHFS, Gmailfs.

2. Приклади популярних файлових систем

FAT - файлова система розроблена Білом Гейтсом і Марком МакДональдом в 70-х роках минулого століття. Завдяки своїй простоті використовується у флеш-носіях досі. Існує три версії файлової системи FAT: FAT12, FAT16 і FAT32. Ці версії файлової системи FAT відрізняються розрядністю записів (кількістю біт, які відведені під зберігання номера кластера). Тобто, чим більше розрядності, тим більше об'єму диска, з яким може працювати файлова система FAT. Так, для FAT32 максимальний розмір диска складає 127 гігабайт.

FAT16 Підтримує максимальний розмір розділу - 2 гігабайти. Має кореневий каталог фіксованого розміру (512 записів). При розмірі розділу понад 512 мегабайт не економно використовує місце на диску через великий розмір кластера. Розпізнається і може використовуватися практично всіма операційними системами, використовуваними на ПК.

FAT32 підтримує томи (логічні диски) обсягом до 8 ТБ і використовує для зберігання файлів менші фрагменти диска, ніж файлова система FAT16. Це збільшує вільний простір на диску. Файлова система FAT32 не підтримує диски, менші за 512 МБ.

Файлова система FAT32 не підтримує функцій безпеки, які має NTFS, тому якщо на розділі або томі використовується файлова система FAT32, будь-який користувач, який має доступ до вашого комп'ютера, може відкрити будь-які файли. Файлова система FAT32 також обмежує розмір диска. Розділ із файловою системою FAT32 не може бути більшим за 32 Гб у версіях Windows менше Windows 2000, крім того, не можна зберігати на такому розділі файли, більші за 4 Гб.

NTFS - файлова система нового покоління від компанії Microsoft. Ця файлова система використовується для усіх операційних систем Microsoft Windows NT. Уперше NTFS вийшла у світ в 1993 році, разом з операційною системою Windows NT 3.1. В порівнянні з FAT, файлова система NTFS отримала велику кількість поліпшень. Так, практично зникло обмеження на максимальний розмір файлу і диска. Окрім цього з'явилася підтримка жорстких посилань, шифрування і стискування.

NTFS змінила файлову систему FAT, яка використовувалася в MS-DOS і попередніх до Windows NT версіях Microsoft Windows. NTFS підтримує систему метаданих і використовує спеціалізовані структури даних для зберігання інформації про файли для поліпшення продуктивності, надійності і ефективності використання дискового простору. NTFS має вбудовані

можливості розмежовувати доступ до даних для різних користувачів і груп користувачів, а також призначати квоти (обмеження на максимальний обсяг дискового простору, займаний тими чи іншими користувачами). NTFS використовує систему журналювання для підвищення надійності файлової системи. У Файловій системі NTFS відсутнє розділення на атрибути.

Вона має багато переваг над файловою системою FAT32, наприклад:

· Можливість автоматично виправляти деякі помилки диска, які не може виправити FAT32.

· Покращена підтримка жорстких дисків великої місткості.

· Кращий захист, оскільки можна використовувати дозволи та шифрування для обмеження доступу до вказаних файлів певним користувачам.

Ext2 або друга розширена файлова система - файлова система для ядра Linux. Вона достатньо швидка для того, щоб служити еталоном в тестах продуктивності файлових систем. Вона не є журнальованою файловою системою, і це її основний недолік. Розвитком ext2 стала журнальована файлова система ext3, повністю сумісна з ext2.

Еxt3 або третя розширена файлова система - журнальована файлова система, що використовується в операційних системах на ядрі Linux, є файловою системою за замовчуванням у багатьох дистрибутивах. Базується на ФС ext2.

Файлова система ext3 може підтримувати файли розміром до 1 ТБ.

Еxt4, або Четверта версія розширеної файлової системи, - журнальована файлова система, котра використовується в ОС з ядром Linux. Заснована на файловій системі ext3, котра є файловою системою за замовчуванням в багатьох дистрибутивах.

Головною особливістю стало збільшення максимального обсягу одного розділу до 1 ексабайта (2⁶⁰ байт) при розмірі блоку 4Kb. Крім того, в ext4 представлений механізм просторового (англ. extent) запису файлів (нова інформація додається в кінець попередньо виділеної по сусідству області файла), що зменшує фрагментацію і збільшує продуктивність.

Дані:

- розмір файла до 16 ТБ;

- розмір фс до 1024 ПБ;

- дозволені символи всі крім NUL та '/';

- межі дат 14 грудня 1901 - 25 квітня 2514;

- мінімальна зміна часу - наносекунда.

ReiserFS - журнальована файлова система, розроблена спеціально для Linux компанією «Namesys». Зазвичай під словом ReiserFS розуміють третю версію, а четверту називають Reiser4.

ReiserFS підтримується тільки під GNU / Linux. З'явившись в Linux версії 2.4.1, вона стала першою журнальованою ФС, включеною в ядро.

ReiserFS - стандартна ФС для дистрибутивів Elive, Xandros, Linspire, GoboLinux і Yoper.

Також ReiserFS була включена у дистрибутив операційної системи Windows 8 з можливістю конвертації наявної файлової системи у ReiserFS.

Серед особливостей:

- можливість упаковки декількох невеликих файлів в один блок щоб уникнути фрагментації і втрати дискового простору.

- журналювання тільки метаданих.

- можливість зміни розміру файлової системи «на льоту».

Red Hat Global File System (GFS) - POSIX-сумісна кластерна файлова система, що забезпечує організацію файлів в файлову систему за допомогою менеджера томів (Logical Volume Manager, LVM); працює на серверах Red Hat Enterprise Linux, підключених до мережі зберігання даних (SAN). GFS належить до вільного програмного забезпечення.

Провідна кластерна файлова система Linux, Red Hat GFS має найповніший набір функцій, найширше промислове впровадження та підтримку програмного забезпечення, найкраще співвідношення ціна/продуктивність ніж будь-яка кластерна файлова система Linux. Red Hat GFS дозволяє для серверів Red Hat Enterprise Linux одночасне читання і запис до мережевого сховища даних (NAS), досягаючи високої продуктивності і зменшуючи складність і накладні витрати на управління надлишковими копіями даних. Red Hat GFS не має єдиної точки збою(SPOF), є поступово масштабованою від одного до ста серверів Red Hat Enterprise Linux, і працює з усіма стандартними додатками Linux.

3. ISO 9660

Файлова система ISO 9660 є найпоширенішою файловою системою для оптичних накопичувачів і використовується і донині поряд з іншими файловими системами.

Згідно зі специфікацією в одному секторі CD-диску міститься 2352 байтів даних, з яких користувачу доступно 2048 байтів даних, інші байти використовуються для синхронізації і відновлення пошкоджених даних. Кожен сектор складається з 98 кадрів, у кожному з яких знаходиться по 24 байти.

ISO/IEC 13490 являє собою наступну версію ISO 9660 (level 3), файлової системи CD-ROM. ISO 13490 містить багато важливих доповнень. Вона підтримує довгі імена файлів, POSIX атрибути, і може містити в імені символи не тільки з ASCII. Цей стандарт описує мультисесійні диски.

4. Файлові системи ОС Windows

Windows підтримує декілька файлових систем: NTFS, FAT32 і старішу файлову систему FAT (також її називають FAT16), яка рідко використовується.

Файлова система NTFS забезпечує таке поєднання продуктивності, надійності та ефективності, яке неможливо отримати за допомогою FAT. Основними цілями розробки NTFS були забезпечення швидкісного виконання стандартних операцій над файлами, таких як читання, запис, пошук, та надання додаткових можливостей, включаючи відновлення пошкодженої файлової системи на надзвичайно великих дисках.

NTFS володіє характеристиками захищеності, підтримуючи контроль доступу до даних і привілеї власника, що грають винятково важливу роль у забезпеченні цілісності важливих даних. Папки та файли NTFS можуть мати призначені їм права доступу незалежно від того, чи є вони роздільними чи ні.

NTFS - єдина файлова система в Windows ХР, яка дозволяє призначати права доступу до різних файлів. Встановлюючи користувачам певні дозволи для файлів і каталогів, користувач може захищати конфіденційну інформацію від несанкціонованого доступу. Дозволу користувача на доступ до об'єктів файлової системи працюють за принципом доповнення. Це означає, що чинні дозволи, тобто ті дозволи, які користувач реально має щодо конкретної каталогу або файлу, утворюються з усіх прямих або непрямих дозволів, призначених користувачів для даного об'єкта за допомогою логічної функції «или»....