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extended filesystem

ext2, ext3, ext4
by

Daniel Papp

on 19 September 2010

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Transcript of extended filesystem

Dateisysteme ext2, ext3 und ext4
Gründe für die Weiterentwicklung von MinixFS:

- Eine Partition kann nicht größer als 64MB sein.
- Dateinamen können nicht länger als 30 Zeichen sein.
- Es sind keine Dateiverknüpfungen möglich.
Das Extended Filesystem ist eine Linux basierte Weiterentwicklung des Minix-Dateisystems aus dem Jahre 1992.
Extended Filesystem

Mit dem Ext wurden grundlegende Probleme des MinixFS verbessert.
Die Partitions- und Dateigrößen wurden auf 2GB erweitert, sowie die Länge der Dateinamen auf 255 Zeichen erhöht.
Trotzalledem waren noch einige Fehler, die dazu führten, dass inerhalb eines Jahres die zweite Version entwickelt wurde.

Probleme gab es aber weiterhin bei Zugriffsrechten und inode modification, was zu einer weiterentwicklung zum EXT3 und schliesslich zum EXT4 führte.
Struktur des EXT Filesystems:

Bei dem EXT Filesystem werden Blöcke zur Dateiverwaltung vergeben. Blockgrößen können zwischen 2KiB, 4KiB und 8KiB gewählt werden.

Auf einer Partition steht an erster Stelle der sogenannte Superblock. Der Superblock, enthält Details wie die Anzahl von Blöcken und Inodes sowie deren Belegung, wann das Dateisystem zum letzten Mal ein- oder ausgehängt wurde und weitere Informationen.

Direkt hinter dem Superblock stehen die Deskriptortabellen, in denen Informationen über Blöcke und Blockgruppen stehen.

In den Inodes werden Informationen zu Dateien festgehalten. Inodes kann man sich wie eine informationsdatei zur eigentlichen Datei vorstellen. Inodes ist eine eindeutige Nummer zugeordnet und in ihnen sind informationen wie Dateityp, Zugriffsrechte, Besitzer, Timestamps und Zeiger auf die eigentlichen Datenblöcke der Datei hinterlegt.
Was macht ein Dateisystem?
Neben der Datenorganisation auf dem Datenträger kann ein Dateisystem noch zusätzliche Möglichkeiten zur Verfügung stellen (Beispiele):

Verzeichnisse und Unterverzeichnisse anlegen
Datumsinformationen speichern (Erstellungsdatum, letzte Änderung, Zugriff)
Lange Dateinamen verwenden
Groß- und Kleinschreibung für Dateinamen berücksichtigen
Sonderzeichen für Dateinamen ermöglichen (z.B.: Leerzeichen)
Rechteverwaltung zur Zugriffssteuerung auf Dateien/Verzeichnisse
Journaling-Funktionen
...
Und jetzt ab ans Kiosk
Der Gedanke des Journaling:
ext2 ist ziemlich faul, was die Buchführung seiner Aktivitäten betrifft. Wird ein ext2-Dateisystem »gemountet«, vermerkt es nur, dass es in Benutzung ist. »Not clean« lautet der Status des Systems. Folgt später dann ein »umount«, wechselt der Status zurück auf »clean«. Wenn das saubere Abhängen - aus welchem Grund auch immer - scheiterte, muss ext2 beim folgenden Systemstart alle Dateien überprüfen, um eventuellen Ungereimtheiten auf die Schliche zu kommen.

Hier setzt die Idee des Journal Dateisystems an. In ihm werden alle momentan bearbeiteten Dateien protokolliert, so dass im Falle eines Systemcrashs beim Wiederanlauf einzig diese Dateien auf Inkonsistenzen hin zu überprüfen sind. Eine weitere Maßnahme ist die Einführung eines transaktionsbasierten Modells, wonach eine Datei solange ihre Gültigkeit behält, bis die Bearbeitung einer neueren Version vollständig abgeschlossen wurde. Somit wird die fehlerträchtige Zeitspanne auf den Moment des Abspeicherns reduziert.

Unterschiede
Grundlegende Merkmale

Weitere Merkmale
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