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by Patrick Schmid, Elvis Corbo, Martin Sommer

by Patrick Schmid, Elvis Corbo, Martin Sommer. Was ist ein Dateisystem?. System mit dessen Hilfe man Daten in Form von Dateien auf einem Datenspeicher (HDD, CD, DVD, MB, …) speichert und verwaltet. Aufbau eines Dateisystems. Datei wird in Blöcke aufgeteilt

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by Patrick Schmid, Elvis Corbo, Martin Sommer

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Presentation Transcript

  1. by Patrick Schmid, Elvis Corbo, Martin Sommer

  2. Was ist ein Dateisystem? • System mit dessen Hilfe man Daten in Form von Dateien auf einem Datenspeicher (HDD, CD, DVD, MB, …) speichert und verwaltet.

  3. Aufbau eines Dateisystems • Datei wird in Blöcke aufgeteilt • Blockgrößen: 512 Byte, 4096 Byte, 8192 Byte • Massenspeicher ist für das Betriebssystem eine große Fläche nummerierter Blöcke • Dateiattribute und Daten werden getrennt gespeichert • Attribute stehen gesammelt im Beschreibungsblock • Beschreibungsblock unter Windows: FAT (File Allocation Table) • Beschreibungsblock unter Linux: i-node - Block

  4. Aufbau eines Dateisystems [Bootblock] [Beschreibungsblöcke] [Freiliste] [Datenblöcke]

  5. Aufbau eines Dateisystems

  6. Aufbau eines Dateisystems

  7. Aufbau eines Dateisystems

  8. Dateisystemoperationen • open, close Datei öffnen/schließen • read, write Schreib-/Lesezeiger setzen • create, unlink Datei erzeugen/löschen • mkdir, rmdir Verzeichnis erzeugen/löschen • readdir Verzeichniseinträge lesen Dateisystemoperationen werden vom Kernel abgefangen und in konkrete Operationen an den Blöcken umgewandelt.

  9. Inkonsistenz Tritt auf wenn… • …Tabelleneinträge im Beschreibungsblock/in der Blockliste nicht mehr gültig sind bzw. mit den eigentlichen Datenblöcken nicht übereinstimmen. • …der Rechner ausfällt während Dateisystemoperationen durchgeführt werden die die Struktur des Dateisystems ändern -> Schreibzugriffe (write, create, unlink, mkdir, rmdir).

  10. Inkonsistenz • Bei Windows mit scandisk • Bei Linux mit fsck (file system check) Mit inkonsistentem System kann nicht weitergearbeitet werden -> BS versucht beim Booten Konsistenz wiederherzustellen.

  11. Inkonsistenz

  12. Die nachfolgenden Beispiele sehen wir als die gebräuchlichsten Journaling-Dateisysteme an: • Ext3 • ReiserFS • NTFS • HFS+

  13. Beispiel 1: Linux-Betriebssystem

  14. ext3 = third extended filesystem • von Stephen Tweedie entwickelt • Erweiterung von ext2 -> vollkommen abwärtskompatibel • ext2 kann ohne Verlust in ext3 konvertiert werden -> größter Vorteil gegenüber anderen journaling fs unter Linux • macht fsck überflüssig

  15. Anfallende Metadaten, die für Journaling benötigt werden, werden in der Datei .journal im root-Verzeichnis der ext3 Partition abgelegt. • .journal ist eine normale Datei • Der Dämon kjournald wird gestartet

  16. EXT3-fs: INFO: recovery required on readonly filesystem. EXT3-fs: write access will be enabled during recovery. kjournald starting. Commit interval 5 seconds EXT3-fs: recovery complete. EXT3-fs: mounted filesystem with ordered data mode. VFS: Mounted root (ext3 filesystem) readonly. Freeing unused kernel memory: 92k freed Adding Swap: 530136k swap-space (priority -1) EXT3 FS 2.4-0.9.19, 19 August 2002 on ide0(3,1), internal journal kjournald starting. Commit interval 5 seconds EXT3 FS 2.4-0.9.19, 19 August 2002 on ide0(3,2), internal journal EXT3-fs: mounted filesystem with ordered data mode. kjournald starting. Commit interval 5 seconds EXT3 FS 2.4-0.9.19, 19 August 2002 on sd(8,1), internal journal EXT3-fs: mounted filesystem with ordered data mode. Beim Booten erkennt der Kernel einen Absturz des Systems und stellt das System mit Hilfe des Journals wieder her.

  17. Protokollierungsarten 3 verschiedene Möglichkeiten wie Protokollierung in .journal erfolgen soll: • data = write-back • data = ordered • data = journal Der jeweilige Modus wird beim Mounten angegeben.

  18. data = write-back • nur Metadaten werden protokolliert jedoch unabhängig vom Schreiben der Daten an sich • sehr schnell • gerade geschriebene Daten können aber beschädigt werden

  19. data = ordered • eigentliche Daten werden synchron mit den Metadaten ins Dateisystem geschrieben. • Standardeinstellung • korrupte Daten können beim Überschreiben von Datenblöcken entstehen

  20. data = journal • Daten werden zunächst ins Journal übertragen bevor sie tatsächlich ins Dateisystem geschrieben werden. • langsam -> doppeltes Schreiben • höchste Datensicherheit

  21. ext3 verwenden • Nachdem Partition erstellt wurde Dateisystem mit Hilfe von mkfs erstellen:

  22. ext2 in ext3 • Journal zum bestehenden Dateisystem hinzufügen: • Partitionstyp in /etc/fstab von ext2 in ext3 umändern

  23. ext3 in ext2 • Partition unmounten: • Dateisystemtyp ändern: • Partition auf Fehler überprüfen:

  24. ext3 in ext2 • Mounten der Partition als ext2: • Journal Datei entfernen:

  25. Beispiel 2: Linux-Betriebssystem

  26. blah

  27. Beispiel 3: Windows-Betriebssystem

  28. blah

  29. Beispiel 4: Mac-Betriebssystem

  30. blah

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