RAID, LVM a souborové systémy

Transkript

1 ÚVOD DO OPERAČNÍCH SYSTÉMŮ RAID, LVM a souborové systémy České vysoké učení technické Fakulta elektrotechnická Ver

2 Pevný disk Ideální pevný disk: nekonečně velký, nekonečně rychlý, věčný, udržující data i bez napájení, nejlépe zadarmo. Data musí zůstat uchována po ukončení procesu, jenž je vytvořil nebo upravoval. WD 250,0 GB, 7200rpm, 16MB, SATA/300 Je žádoucí zajistit přístup více procesů ke stejným datům. Cena sice klesá, ale nároky na uložení dat rostou. Důležitý prostředek, s nímž se nesmí mrhat. (Každý disk se nakonec ukáže býti malý! Pokud dřív neodejde!) Spolehlivost RAID, S.M.A.R.T. Abstrakce fyzických disků LVM. ADATA SSD S GB 2.5'' SATA MLC (čtení: 240MB/s; zápis: 180MB/s;cache 128MB) Organizace dat Souborový systém.

3 S.M.A.R.T. S.M.A.R.T - Self-Monitoring, Analysis, and Reporting Technology. Předvídatelné vs. nepředvídatelné poruchy: poškození povrchu disku poškození čtecí/zápisové hlavičky poškození vystavovacího mechanismu (ramínka) poškození motoru poškození elektroniky Zaznamenávají se parametry disku a někdy i informace o jednotlivých selháních. příkaz: smartctl

4 RAID RAID - Redundant Array of Inexpensive/Independent Disks Data se ukládají na více disků tak, aby je bylo možno obnovit (dopočítat) při výpadku libovolného disku. Hardwarové vs. softwarové řešení. Běžné RAID módy: 1 a 5 Méně časté módy: 0, 2, 3, 4, 6, 7, 0+1, 10, 50, 60 a 100 Rezervní disk. RAID nenahrazuje zálohování! příkaz: mdadm

5 LVM LVM - Logical Volume Management Fyzické zařízení (disk) se rozdělí na menší části (PE) PE se mapují (obvykle 1:1) na LE Z LE se vytvoří skupiny svazků VG A teprve s VG se zachází jako s diskem

6 Souborové systémy pohled uživatele soubor soubory a jejich struktura: skupina bytů skupina záznamů strom 1 záznam 1 byte T2 B3 B2 T4 A3 B1 Z4 B2 B2 A1 B4 A2

7 Souborové systémy pohled uživatele typy souborů

8 Souborové systémy pohled uživatele přístup k souborům sekvenční přístup čtení/zápis všech bytů/záznamů od začátku lze se vrátit na začátek typické pro práci s páskou náhodný přístup čtení/zápis bytů/záznamů v náhodném pořadí důležité pro databázové systémy

9 Souborové systémy pohled uživatele atributy souborů Atribut Význam Protection Kdo a jakým způsobem může k souboru přistupovat. Password K přístupu do souboru je potřeba heslo. Creator ID uživatele, který soubor vytvořil. Owner ID současného vlastníka. Read only flag 0 - read/write, 1 - read only Hidden flag 0 - obyčejný soubor, 1 - skrytý soubor. Nevypíše se při výpisu adresáře. System flag 0 - obyčejný soubor, 1 - sytémový soubor. Archive flag 0 - bylo zálohováno, 1 - je potřeba zálohovat. ASCII/binary flag 0 - ASCII, 1 - binary. Random access flag 0 - sekvenční přístup, 1 - náhodný přístup. Temporary flag 0 - běžný soubor, 1 - smazat při ukončení procesu. Lock flag 0 - nezamčeno, cokoliv jiného - zamčeno. Record length Počet bytů v záznamu. Key position Posuv klíče v záznamu. Key length Počet bytů v poli klíč. Creation time Datum a čas vytvoření. Time of last access Datum a čas posledního přístupu. Time of last change Datum a čas poslední změny. Current size Počet bytů v souboru. Maximux size Velikost v bytech, jíž může soubor maximálně dosáhnout.

10 Souborové systémy pohled uživatele operace se soubory UNIX Win32 Popis open CreatFile Otevři soubor nebo vytvoř nový. unlink DeleteFile Smaž existující soubor. close CloseHandle Zavři soubor. read ReadFile Čtení dat ze souboru. write WriteFile Zápis dat do souboru. lseek SetFilePointer Přejdi na zadanou pozici v souboru. stat GetFileAttributes Čtení atributů souboru. fcntl LockFile Uzamčení souboru nebo jeho části. fcntl UnlockFile Zrušení zámku.

11 Souborové systémy pohled uživatele adresáře Jednoúrovňový adresářový systém. Hierarchický adresářový systém.

12 Souborové systémy pohled uživatele operace s adresáři Win32 UNIX Význam CreateDirectory mkdir Vytvoření nového adresáře. RemoveDirectory rmdir Zrušení prázdného adresáře. FindFirstFile opendir Příprava pročtení položek v adresáři. FindNextFile readdir Čtení položky v adresáři. MoveFile rename Přesun souboru do jiného adresáře. SetCurrentDirectory chdir Změna pracovního adresáře.

13 Souborový systém - implementace - souborový systém a disk! - GPT GUID Partition table překonání 2 TiB limitu.

14 Souborový systém - implementace - soubor Spojitá alokace: Spojitá alokace po vymazání některých souborů: Spojový seznam:

15 Souborový systém - implementace - FAT (v paměti)

16 Souborový systém - implementace - i-node

17 Souborový systém - implementace - adresáře Jednoduchý adresář. Pevná velikost položek. Adresář v němž položky odkazují na i-node.

18 Souborový systém - implementace - adresáře Dlouhé názvy souborů.

19 Souborový systém - implementace - sdílení souborů

20 Souborový systém - zvýšení výkonu, odolnosti a zjednodušení log, lfs všechny zápisy se ukládají do vyrovnávací paměti periodicky se zapisují na konec záznamů při otevření se musí nejdříve dohledat příslušný i-node přes mapu i-nodů a poté přistoupit ke správnému bloku. žurnál virtualizace

21 Souborový systém - správa a optimalizace Velikost bloku, informace o volných blocích, quota, zálohy, konzistence, cache, defragmentace.

22 Souborový systém - správa a optimalizace

23 Příklady souborových systémů iso9660 fat unix v7 (předchůdce fs minix a ext) ext3, ext4, reiserfs, ntfs

24 MS DOS - FAT

25 UNIX V7

26 Literatura Tanenbaum, A.: Modern Operating System, Prentice Hall, New Jersey 2008