Журналируемая файловая система

Журналируемая файловая система — файловая система (ФС), в которой осуществляется ведение журнала, хранящего список изменений и, в той или иной степени, помогающего сохранить целостность файловой системы при сбоях.

Содержание

Принцип работы

Журналируемая файловая система сохраняет список изменений, которые она будет проводить с файловой системой, перед фактическим их осуществлением. Эти записи хранятся в отдельной части файловой системы, называемой журналом (англ. journal ) или логом (англ. log ). Как только изменения файловой системы внесены в журнал, она применяет эти изменения к файлам или метаданным, а затем удаляет эти записи из журнала. Записи журнала организованы в наборы связанных изменений файловой системы.

При перезагрузке компьютера программа монтирования может гарантировать целостность журналируемой файловой системы простой проверкой лог-файла на наличие ожидаемых, но не произведённых изменений и последующей записью их в файловую систему. То есть, при наличии журнала в большинстве случаев системе не нужно проводить проверку целостности файловой системы. Соответственно, шансы потери данных в связи с проблемами в файловой системе значительно снижаются.

По типу внесения в журнал журналируемые ФС подразделяются на: [1]

• в режиме обратной связи (журналируются только метаданные): XFS, ext3fs;
• упорядоченные (журналируются только метаданные синхронно относительно данных): JFS2, ext3fs (по умолчанию), ReiserFS (основной);
• в режиме данных (журналируются как метаданные, так и данные): ext3fs;

Примеры

В семействе ОС Microsoft Windows к журналируемым относится файловая система NTFS.

В FreeBSD журналирование транзакций файловой системы UFS может осуществляться на уровне GEOM модулем gjournal.

В Linux существует несколько доступных журналируемых файловых систем. Наиболее известные из них:

• XFS — журналируемая файловая система, разработанная Silicon Graphics, но сейчас выпущенная с открытым исходным кодом;
• ReiserFS (Reiser4) — журналируемая файловая система разработанная специально для Linux;
• JFS (JFS1 и JFS2) (Smart File System) — журналируемая файловая система, первоначально разработанная IBM, но сейчас выпущенная с открытым исходным кодом;
• ext3fs (extended file system) — журналируемое расширение (можно подключать и отключать ( tune2fs ), а также выбирать режим журналирования) файловой системы ext2, используемой на большинстве версий GNU/Linux;
• ext4fs — логическое продолжение ext3;
• btrfs — разрабатываемая (альфа-версия) ФС, возможна прямая и обратная конвертация с ext3fs. [2]

Примечания

1. ↑М. Тим ДжонсАнатомия журналируемых файловых систем Linux (рус.) . Архивировано из первоисточника 26 августа 2011.
2. ↑Алексей Федорчук.Файловая система btrfs: Linux-ответ ZFS? (28 сентября 2009 г.). Архивировано из первоисточника 26 августа 2011.Проверено 4 августа 2010.

Литература

• Робачевский А. Н., Немнюгин С. А., Стесик О. Л. Журнальные файловые системы / Глава 4. Файловая система // Операционная система UNIX. — 2-е изд. — СПб. : БХВ-Петербург, 2008. — С. 351 — 353. — 656 с. — ISBN 978-5-94157-538-1

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое «Журналируемая файловая система» в других словарях:

Распределенная файловая система — Это список файловых систем и сетевых протоколов, эмулирующих работу файловой системы, с небольшим описанием. Чтобы узнать более, вы можете пройти по соответствующей ссылке. Некоторые старые системы поддерживали только одну файловую систему,… … Википедия

Распределённая файловая система — Это список файловых систем и сетевых протоколов, эмулирующих работу файловой системы, с небольшим описанием. Чтобы узнать более, вы можете пройти по соответствующей ссылке. Некоторые старые системы поддерживали только одну файловую систему,… … Википедия

Список файловых систем — Это список файловых систем (ФС) и сетевых протоколов, эмулирующих работу файловой системы, с небольшим описанием. Чтобы узнать более, вы можете пройти по соответствующей ссылке. Некоторые старые системы поддерживали только одну файловую систему,… … Википедия

Распределенная ФС — Это список файловых систем и сетевых протоколов, эмулирующих работу файловой системы, с небольшим описанием. Чтобы узнать более, вы можете пройти по соответствующей ссылке. Некоторые старые системы поддерживали только одну файловую систему,… … Википедия

Распределенные ФС — Это список файловых систем и сетевых протоколов, эмулирующих работу файловой системы, с небольшим описанием. Чтобы узнать более, вы можете пройти по соответствующей ссылке. Некоторые старые системы поддерживали только одну файловую систему,… … Википедия

Распределенные файловые системы — Это список файловых систем и сетевых протоколов, эмулирующих работу файловой системы, с небольшим описанием. Чтобы узнать более, вы можете пройти по соответствующей ссылке. Некоторые старые системы поддерживали только одну файловую систему,… … Википедия

Распределённая ФС — Это список файловых систем и сетевых протоколов, эмулирующих работу файловой системы, с небольшим описанием. Чтобы узнать более, вы можете пройти по соответствующей ссылке. Некоторые старые системы поддерживали только одну файловую систему,… … Википедия

Распределённые ФС — Это список файловых систем и сетевых протоколов, эмулирующих работу файловой системы, с небольшим описанием. Чтобы узнать более, вы можете пройти по соответствующей ссылке. Некоторые старые системы поддерживали только одну файловую систему,… … Википедия

Распределённые файловые системы — Это список файловых систем и сетевых протоколов, эмулирующих работу файловой системы, с небольшим описанием. Чтобы узнать более, вы можете пройти по соответствующей ссылке. Некоторые старые системы поддерживали только одну файловую систему,… … Википедия

Файловые системы — Это список файловых систем и сетевых протоколов, эмулирующих работу файловой системы, с небольшим описанием. Чтобы узнать более, вы можете пройти по соответствующей ссылке. Некоторые старые системы поддерживали только одну файловую систему,… … Википедия

Журналируемая файловая система для windows

ReiserFS — журналируемая файловая система, разработанная специально для Linux компанией Namesys под руководством Ганса Рейзера (Hans Reiser). Обычно под словом ReiserFS понимают третью версию (последняя — 3.6.19), а четвёртую называют Reiser4.
В настоящее время ReiserFS поддерживается только под GNU/Linux, но может быть в будущем перенесена на другие платформы. Появившись в Linux версии 2.4.1, она стала первой журналируемой ФС, включённой в ядро.
ReiserFS — стандартная ФС для дистрибутивов Archlinux, Slackware, SuSE, Xandros, Yoper, Linspire и Kurumin Linux.
В настоящий момент разработка Reiser3 прекращена.
Особенности ReiserFS:
• Возможность упаковки нескольких небольших файлов в один блок (т. н. упаковка хвостов) во избежание фрагментации и потери дискового пространства. Из-за сильной потери производительности Namesys рекомендует отключить эту возможность на чувствительных к ресурсам машинах.
• Журналирование только метаданных.
• Возможность изменения размера файловой системы «на лету».
• При работе с файлами меньше 4 КБ с включённой функцией англ. tail packing превосходит по производительности ext2 и ext3 в 10—15 раз.

Недостатки ReiserFS:
• Reiser3 может быть повреждена в результате перестройки дерева во время проверки. Перестройка дерева нужна при условии, если метаданные очень сильно повреждены.
• Версии ReiserFS, включённые в ядро Linux младше версии 2.4.10, признаны нестабильными компанией Namesys и не рекомендованы для промышленного использования, особенно в связке с NFS.
• Неизвестен способ дефрагментации, помимо полного дампа ФС и последующего восстановления, однако имеется переупаковщик для ReiserFS v4, который заботится о фрагментации файлов.

Что такое журналируемая файловая система?

Каждая операционная система использует собственные файловые системы для хранения данных. Для Windows это NTFS, в macOS применяется APFS, а большинство Linux дистрибутивов полагаются на Ext4. Несмотря на то, что все эти файловые системы отличаются друг от друга на фундаментальном уровне, у них есть и нечто общее – все они являются журналируемыми файловыми системами.

Давайте немного поговорим о журналировании и том, как оно влияет на повседневную работу.

Что такое журналирование?

Обновление файловой системы для отображения изменений в файлах и директориях обычно требует проведения множества операций записи. Поэтому при незапланированном прерывании одной из операций записи ( в случае отказа питания или системного сбоя ), структуры данных могут остаться в недопустимом, промежуточном состоянии.

К примеру, удаление файла в файловой системе Unix включает в себя три шага:

• Удаление его записи в директории
• Освобождение индексного дескриптора в пул свободных дескрипторов
• Возврат всех дисковых блоков в пул свободных дисковых блоков

В случае возникновения сбоя во время одной из этих операций, операционной системе потребуется обнаружить и устранить ошибки при помощи специальной утилиты. Процесс проверки может занять довольно продолжительное время, в особенности если у вас большой объем данных. С другой стороны, иногда файловая система может быть повреждена крайне значительно, из-за чего ОС загружается только в однопользовательском режиме, предлагая устранить проблемы самостоятельно.

Для того чтобы предотвратить эти проблемы журналируемые файловые системы выделяют специальную область – журнал, в который записываются все изменения, перед тем как применять их к файлам и директориям. В случае возникновения сбоя, утилита восстановления просто производит чтение из журнала файловой системы и воспроизводит все изменения, пока ФС вновь не станет согласованной.

Некоторые файловые системы позволяют увеличивать, уменьшать и перераспределять журнал, как обычный файл, в тоже время другие выделяют журнал в специальную область или скрытый файл, чтобы исключить возможность его перемещения или изменения размера, пока файловая система используется.

Заключение

Журналирование в файловых системах служит для предотвращения потери данных в случае возникновения сбоев или непредвиденного выключения. Все команды изменения, прежде чем быть исполнены заносятся в журнал, что помогает избежать повреждения данных и вместе с тем долгой проверки файлов.

Не забудьте подписаться и поставить лайк. Впереди будет еще много крутых статей.

Файловые системы NTFS, FAT, FAT32 и exFAT, в чём отличие?

Читайте о том, что собой представляют файловые системы и какие у них между собой отличия . Сделаем акцент на разнице между файловыми системами «NTFS», «FAT», «FAT32» и «exFAT».

Введение

За ответственное и сохранное расположение информационных материалов отвечают запоминающие устройства. Для их успешного и безошибочного функционирования необходимо обязательное наличие программного интерфейса, структурирующего расположение любой информации, и предоставляющего упорядоченные способы управления доступными ресурсами. Такой урегулированный контролируемый способ внутренней организации, расположения и упорядочивания данных, в соответствии с собственными методами каталогизации и озаглавливания, на различных носителях информации в компьютерах и ноутбуках, а также в разнообразных сторонних электронных устройствах, получил обобщающее название файловая система.

Файловые системы имеют собственную классификацию и представлены различными видами, включающие как наиболее распространенные «NTFS» , «FAT» , «HFS+» , «Extfs» , «Ext2» , «ReiserFS» , «XFS» , «HPFS» , «ext2» , «OpenBSD» , «UDF» , «YAFFS» , так и довольно редкие «ZFS» , и данный ряд может быть существенно дополнен многими другими вариантами.

Наиболее часто встречающимися и массово представленными файловыми системами безусловно являются «NTFS» , «FAT» , «FAT32» и «exFAT» . Но обычный пользователь не всегда точно может понять разницу между системами. В этой статье мы попытаемся рассмотреть общее понятие файловой системы и ответить на отдельные вопросы, такие как: – «Что представляют собой файловые системы «FAT», «FAT32», «exFAT» и «NTFS» и в чем разница между ними?» .

Определение термина файловая система

Файловая система – это организованный порядок, определяющий набор правил для безопасного расположения, хранения и последующего доступа к разнообразным данным на запоминающих хранилищах информации в компьютерных и других устройствах, содержащих цифровой накопитель. Параметры файловой системы изначально определяют формат содержимого, группируют его в понятном, для операционной системы, виде, содержащим набор файлов и каталогов, устанавливают максимальный граничный размер файла и раздела, управляют приоритетами доступа, осуществляют шифрование файлов , назначают набор атрибутов файла и перенаправляют к конкретной информации при соответствующем запросе операционной системы.

Программная система управления аппаратными средствами компьютера идентифицирует любой накопитель как набор однотипных кластеров. Драйверы файловой системы организуют кластеры доступного дискового пространства в файлы и каталоги и содержат список реализованной организации, на основании которого происходит отслеживание и маркировка используемых, свободных или неисправных кластеров, а также осуществляется переход к нужным ячейкам хранения данных по первому требованию.

Файловые системы обслуживают любые виды накопителей информации и управляют различными категориями, например, носители с произвольным или последовательным доступом, виртуальные и сетевые файловые системы, оптические носители, устройства на базе флэш-памяти и т.д.

Главные функции файловой системы сводятся к построению логической модели внутренней организации пространства запоминающего устройства, устойчивой к сбоям питания, ошибкам аппаратных и программных средств, и обеспечению беспрепятственного взаимодействия элементов операционной системы и программных приложений с расположенными на носителе информационными ресурсами.

Что представляют собой файловые системы «FAT» , «FAT32» , «exFAT» и «NTFS»

Операционная система «Windows» , как самый массовый представитель систем управления компьютерными устройствами в мире, настроена на взаимодействие с различными файловыми системами ( «NTFS» и «FAT» ), но «NTFS» поддерживает большие размеры файлов и томов и обеспечивает более эффективную организацию данных, по сравнению с другими вариантами файловых систем.

И несмотря на общие цели, файловые системы «NTFS» и «FAT» различаются методами организации и хранения данных на диске, а также указанием типов атрибутов, прикрепленных к файлам. И далее мы представим непосредственное описание конкретных файловых систем.

Файловая система «FAT»

Сокращенная аббревиатура «FAT» расшифровывается как «таблица размещения файлов» . Это простая классическая архитектура файловой системы, изначально предназначенная для небольших дисков и простых структур папок. Иными словами, файловая система «FAT» представляет собой групповой метод организации, в котором таблица размещения файлов выделена в отдельную логическую область и находится в начале тома. Для исключения непреднамеренных или случайных ошибок, способных повлиять на корректное отображение таблицы, система, в целях безопасности, хранит копию массива индексных указателей.

Файловая система «FAT32»

«FAT32» является фактическим стандартом, пришедшим на смену более ранним версиям файловой системы «FAT» , «FAT12» и «FAT16» , и изначально устанавливается на большинстве видов сменных носителей по умолчанию. Пространство «FAT32» логически разделено на три сопредельные области: зарезервированную область для служебных структур, табличную форму указателей и непосредственную зону записи содержимого файлов. Файловая система позволяет использовать накопители на ее основе не только на современных моделях компьютеров, но и в устаревших устройствах и консолях, снабженных разъемом «USB» .

Тем не менее, стандарт «FAT32» имеет определенные системные ограничения. Размер отдельных файлов на диске с файловой системой «FAT32» не может превышать четыре гигабайта. Кроме того, весь раздел «FAT32» должен быть менее восьми терабайт. По совокупности ограничений, формат «FAT32» считается подходящим для «USB-накопителей» или внешних носителей информации. Для внутреннего накопителя, особенно при желании установить новейшую версию операционной системы «Windows 10» , отсутствие отдельных привилегий прикладного уровня в «FAT32» будет серьезным препятствием, и потребует наличия более продвинутой версии файловой системы.

Файловая система «exFAT»

«exFAT» – это сокращенное обозначение от полного английского названия «Extended File Allocation Table» ( «расширенная таблица размещения файлов» ). Стандарт является обновленной версией файловой системы «FAT32» , созданный корпорацией «Microsoft» . Основными параметрами система «exFAT» чрезвычайно похожа на «FAT32» . Но главным отличием является устранение ограничений, присутствующих в файловой системе «FAT32» , что позволяет пользователям хранить файлы намного большего размера, чем четыре гигабайта.

Также в файловой системе «exFAT» значительно снижено число перезаписей секторов, ответственных за непосредственное хранение информации, что особенно важно для флэш-накопителей, ввиду необратимого изнашивания ячеек после определённого количества операций записи, и улучшен механизм распределения свободного места.

Файловая система «NTFS»

«NTFS» ( «файловая система новой технологии» ) была в основном создана с целью устранения ограничений и недостатков файловых систем «FAT» , улучшения производительности, надёжности и эффективности использования дискового пространства, а также создания надежного механизма защиты и хранения информации. Файловая система «NTFS» хранит информацию о файлах в главной файловой таблице «Master File Table» ( «MFT» ), осуществляет разграничение доступа к данным для различных пользователей, предотвращает несанкционированный доступ к содержимому файла, применяя систему шифрования под названием «Encryption File System» , которая использует защитный метод «прозрачного шифрования» данных.

Помимо вышесказанного, в файловой системе «NTFS» добавлена способность, отсутствующая в характеристиках файловой системы «FAT» , открывать файлы, в названиях которых не используются английские буквы, позволяя использовать любые символы стандарта кодирования юникода «UTF» . Таким образом, ограничения использования в названиях символов любых сложных языков, например, хинди или корейский, отсутствует.

Разница между файловыми системами «NTFS» , «FAT» , «FAT32» и «exFAT»

Файловая система «FAT» создавалась первоначально для накопителей незначительного объема и способна поддерживать граничные размеры файлов до четырех гигабайт, в то время как в системе «NTFS» допустимый предел размера увеличен до шестнадцати терабайт. Далее подробнее представлены другие отличия:

• Поддержка файлов и дисков значительных размеров, на порядок превышающие остальные файловые системы.
• Позволяет использовать расширенные имена файлов, включая поддержку множества сложных языков.
• Падение работоспособности системы при запуске приложения проверки жёсткого диска или внешнего накопителя на ошибки файловой системы «chkdsk» .
• Стандартное приложение обслуживания системы «chkdsk» печально известно своей медлительностью.
• Повышен уровень безопасности благодаря внедрению метода шифрования файлов.
• Значительно быстрее на дисках объемом менее сорока гигабайт.
• Меньшие файловые кластеры.
• Поддержка сжатия на уровне файловой системы для файлов, каталогов и дисков для уменьшения дискового пространства.
• Пользовательские разрешения для файлов и папок.
• Копии файлов «отменяются» , если прерванный кластер очищен.
• Небольшие файлы хранятся в главной таблице файлов в начале диска.

• Не совместим с последней версией операционной системы «Windows» .
• Поддержка дисков от тридцати двух мегабайт до двух терабайт.
• Более сильные преимущества и результативные особенности инструментов для восстановления.
• Поддерживает быструю проверку работоспособности диска.
• Простой способ размещения операционной системы и быстрый алгоритм чтения файлов.
• Быстрее функционирует на дисках объемом менее десяти гигабайт.
• Цепочки кластеров, содержащие данные из прерванных копий, помечаются как поврежденные.
• Таблица основных файлов отделена от других файлов.

«FAT 32»

• Отсутствуют функции безопасности, которые реализованы в более современной файловой системе «NTFS» .
• Не удается установить новейшие версии операционной системы «Windows» (поскольку файл имеет большой размер и может быть установлен только на диски, отформатированные в системе «NTFS» ).

«exFAT»

• Доступ к дискам с файловой системой «exFAT» в операционной системе «Linux» можно получить только после установки соответствующего программного обеспечения.
• Работает со всеми версиями операционной системы «Windows» и современными версиями системы «Mac OS X» .

Заключение

Для хранения, передачи и распространения цифровой информации в обязательном порядке используются различные виды внутренних или внешних запоминающих устройств, каждый из которых оснащен файловой системой. Разнообразные виды дисковых хранилищ, одномоментно задействованных для хранения информации и использующих различные вариации стандартов файловых систем, не ограничивается единственным экземпляром, и могут иметь разные характеристики.

В зависимости от предъявляемых к накопителям требованиям, пользователи могут, на основании представленного сравнительного обзора, разобраться в особенностях отдельных файловых систем и самостоятельно выбрать наиболее удачную версию для каждого конкретного устройства. По своему усмотрению пользователи могут оставить без изменений, установленную первоначально, файловую систему, при использовании носителя информации на широком круге различных компьютерных устройств, или обновить ее до максимально выгодной файловой системы «NTFS» при необходимости статичного использования запоминающего дискового накопителя, например, в качестве основы для установки новейшей версии операционной системы «Windows 10» .