مقارنة أنظمة ملفات Linux. أنظمة ملفات Windows

يدعم نظام التشغيل Linux مجموعة متنوعة من أنواع أنظمة الملفات. من وجهة نظر Linux ، يمكن تقسيم أنظمة الملفات تقريبًا إلى أربع مجموعات:

• أنظمة الملفات "الأصلية".هذا يعني أن نظام الملفات يدعم جميع السمات الخاصة بـ Linux: حقوق الوصول ، والطوابع الزمنية ، ومعلومات حول مالك الملف ، وما إلى ذلك ؛
• أنظمة الملفات غير الأصلية.أي أنظمة الملفات التي لا تدعم سمات Linux ؛
• افتراضية.هذه أنظمة ملفات لا تحتوي على وسائط مادية ؛
• أنظمة ملفات الشبكة.

تتضمن أنظمة الملفات الأصلية ما يلي:

• reiserfs

نظام الملفات ext2

يعد Ext2 من أوائل أنظمة الملفات المستخدمة في Linux ( وبشكل أكثر تحديدًا ، كان نظام ملفات Linux الأول هو minix. لكن إمكانيات هذا fs محدودة للغاية ، وقد تم استخدامه فقط في المراحل الأولى من تطوير Linux.). تأسست عام 1993. يعتبر النظام موثوقًا للغاية وتم اختباره على مدار الوقت. ولكن منذ أن تم تطوير ext2 في وقت كان يعتبر فيه محرك الأقراص الثابتة 300 ميجا بايت كبيرًا جدًا ، فقد كان له بعض القيود. ليس من المنطقي استخدام fs للأقسام الكبيرة ، سيبدأ في "التباطؤ" عندما يكون هناك عدد كبير من الملفات في القسم. أي ، يعتبر ext2 بطيئًا ( البطيء مصطلح نسبي جدا. يعتبر Ext2 بطيئًا على Linux. ولكن إذا قارنته بنظام ملفات FreeBSD القياسي ، فسيكون ext2 سريعًا جدًا.). بالطبع ، مع زيادة حجم الأقراص ، مع ظهور اتجاهات جديدة ، تم إجراء تغييرات على نظام الملفات لتحسين أدائه ووظائفه. على سبيل المثال ، دعم POSIX ACL. لكنها مع ذلك لم تتأثر بالتغيرات العالمية التي تجعل من الممكن القول:

نعم ، هذا هو نظام الملفات الوحيد الذي يناسبني تمامًا.

بالإضافة إلى ذلك ، يحتوي ext2 على قيود خطيرة:

• أقصى حجم للملف هو 2048 جيجا بايت.
• الحد الأقصى لحجم نظام الملفات هو 32768 جيجابايت.
• الحد الأقصى لعدد الأدلة الفرعية في دليل واحد هو 32768.

أنظمة الملفات المسجلة

لم يعد نظام الملفات ext2 مستخدمًا عمليًا بعد الآن. ولا يتعلق الأمر حتى بقيوده ، فإن ext2 هو نظام ملفات موثوق به إلى حد ما. الأمر كله يتعلق بسرعة تحميل خوادم Linux. يجب أن يعمل الخادم باستمرار. لكن المعجزات لا تحدث ، يجب أحيانًا تحميل الخادم بشكل زائد. مهمتك هي التأكد من أنه بعد تعطل النظام يقومون بإعادة التشغيل في أسرع وقت ممكن. عند تشغيل الخادم ، يتم فحص الأقراص. يعتبر إجراء فحص أنظمة الملفات ، خاصة الأنظمة الكبيرة منها ، إجراءً طويلاً نوعًا ما. إذا كان هناك العديد من أنظمة الملفات ، فقد يستغرق التحقق منها وقتًا طويلاً جدًا. ويجب أن يعمل الخادم!

تم تطوير أنظمة ملفات دفتر اليومية لتقليل الوقت المستغرق في الفحص وزيادة الموثوقية. إذا كنت قد عملت مع قواعد البيانات ، فمن المحتمل أنك تعرف شيئًا مثل المعاملة. يتم دمج العديد من عبارات SQL في معاملة. يجب على النظام تنفيذ جميع البيانات. إذا فشل واحد منهم على الأقل ، فسيعود النظام إلى بداية المعاملة. إذا تم إيقاف تشغيل النظام أثناء إجراء المعاملة ، عند التشغيل ، إذا أمكن ، فإنه يحاول تنفيذ البيانات المتبقية أو العودة إلى بداية المعاملة.

تمت إضافة دعم سجل المعاملات إلى أنظمة الملفات الحديثة. من وجهة نظر تشغيل نظام الملفات ، تبدو جميع العمليات مع الملف وكأنها معاملة واحدة. إذا ألقيت نظرة فاحصة على عمليات الملفات في Linux ، فإن كتابة أو تعديل ملف هو إجراء معقد نوعًا ما ، يتكون من العديد من الإجراءات مع البيانات على القرص. عند استخدام سجل المعاملات ، قبل إجراء أي تغييرات فعلية على القرص ، يتم فتح معاملة جديدة في السجل ، والتي ستسجل جميع الإجراءات التي سيتم تنفيذها على نظام الملفات. وفقط بعد حفظ المعاملة على القرص ، سيتم إجراء التغييرات في نظام الملفات.

إذا تم فصل نظام الملفات بشكل غير صحيح ، فسيقوم المدقق أولاً بفحص سجل المعاملات ، وبناءً على البيانات الموجودة فيه ، سيحاول إما إرجاع (التراجع) عن النظام في وقت بدء المعاملة ، أو إكمال الإجراءات ، إن أمكن الموصوفة في المعاملة. بالنظر إلى أن المجلة صغيرة (تبلغ 32 ميجابايت في نظام الملفات ext3) ، يتم تسريع عملية استعادة نظام الملفات بشكل كبير.

نظام ملفات Ext3

عندما ظهرت الحاجة إلى تنفيذ أنظمة الملفات اليومية في Linux ، طور RedHat نظام الملفات ext3. اتخذ RedHat الطريق الأقل مقاومة - فقد اتخذوا ext2 المعروف كأساس وأضافوا دعم المجلة.

يتطابق Ext2 ماديًا مع ext3. جعلت هذه الميزة من الممكن استخدام نفس الأدوات المساعدة للعمل مع ext3 (إنشاء أنظمة الملفات وفحصها وتكوينها) مثل العمل مع ext2.

على الرغم من إضافة مجلة ، فإن ext3 أسرع من ext2. يجب أن تتضمن مزايا ext3 أيضًا القدرة على تسجيل ليس فقط الإجراءات الضرورية ، ولكن أيضًا البيانات التي لا تسمح بها أنظمة دفتر اليومية الأخرى. هذه الميزة تجعل ext3 موثوقًا للغاية.

يدعم Ext3 ثلاثة أوضاع للتشغيل:

• الكتابة - لا يحدث تسجيل للبيانات في هذا الوضع. يتم وضع ما يسمى بالبيانات الوصفية (ملف inode ، روابط للكتل) أولاً في السجل. يتم كتابة البيانات في نظام الملفات فقط بعد إدخالهم إلى السجل.
• مرتب (الوضع الافتراضي) - هذا الوضع مشابه للوضع الموضح أعلاه. الاختلاف الوحيد هو أنه في وضع إعادة الكتابة ، تتم كتابة جميع البيانات الوصفية أولاً في المجلة ، وعندها فقط يتم إجراء التغييرات على نظام الملفات. وفي الوضع المرتب ، عندما يتم وضع معلومات حول الكتلة في المجلة ، يتم تغيير هذه الكتلة على الفور في نظام الملفات. ثم تتم كتابة المعلومات حول الكتلة التالية في السجل ، ويتم كتابة الكتلة ، وما إلى ذلك. أي أن البيانات تتغير بالتوازي مع التغيير في السجل.
• المجلة - وضع دفتر اليومية الكامل. يحتوي السجل على بيانات وصفية وبيانات. وفقط بعد ذلك يكون هناك تغيير في نظام الملفات.

نظام الملفات ReiserFS

تم تطوير ReiserFS بواسطة Hans Reiser وشركته Namesys (http://www.namesys.com). إنه نظام ملفات سريع جدًا ومناسب تمامًا لتخزين أعداد كبيرة من الملفات الصغيرة.

تمكنت من حل مشكلة وضع ملفات صغيرة على القرص. على سبيل المثال ، في ext2 / 3 ، سيتم استخدام كتلة كاملة على القرص لاستيعاب ملف يحتوي على حرف واحد. يمكن أن تكون كتلة ext2 / 3 من 1 إلى 8 كيلوبايت ( الحجم يعتمد على حجم نظام الملفات). وفي ReiserFS ، يمكن وضع البيانات من عدة ملفات في كتلة واحدة. علاوة على ذلك ، إذا كان حجم الملف صغيرًا جدًا ، فيمكن وضع البيانات في inode ، أي مباشرة في البيانات الوصفية.

يعتمد نظام الملفات على الأشجار المحسنة (شجرة ب). يؤدي ذلك إلى زيادة سرعة البحث في نظام الملفات ويزيل مشكلة تحديد عدد الملفات والدلائل في الدليل.

يتعامل نظام الملفات هذا أيضًا مع الملفات الكبيرة بثقة كبيرة.

يحتوي ReiserFS 3.6 على القيود التالية:

• الحد الأقصى لحجم الملف هو 8 تيرابايت (لأجهزة الكمبيوتر 32 بت) ؛
• الحد الأقصى لحجم نظام الملفات هو 16 تيرابايت.

الآن يتم تطوير الإصدار التالي من ReiserFS - الإصدار الرابع. من المتوقع أن يتم تضمينه في النوى 2.6.17 أو 2.6.18.

نظام ملفات JFS

تم تطوير نظام الملفات هذا بواسطة IBM وتم ترخيصه بموجب GNU GPL. يمكن العثور على وصف لـ JFS على الإنترنت على. يتم استخدام JFS ليس فقط على Linux ، ولكن أيضًا على أنظمة التشغيل الأخرى مثل AIX و OS / 2

JFS هو نظام ملفات Journaled. وتتمثل نقطة قوتها الرئيسية في استخدامه مع LVM (مدير الحجم المنطقي). يسمح لك LVM بدمج العديد من أقسام القرص الثابت المادية في قسم منطقي واحد ، والذي يمكن بعد ذلك تقسيمه مثل القرص الثابت العادي. في نفس الوقت ، تسمح لك بعض أنواع LVM بتوصيل مساحة قرص جديدة أثناء التنقل. وإذا كنت تستخدم نظام الملفات ext3 على الأقسام المتنامية ، فستتلقى يومًا ما رسالة حول استحالة إنشاء ملف جديد. الحقيقة هي أنه عند تنسيق قسم في ext3 ، يتم حجز عدد محدود من inodes مسبقًا ، اعتمادًا على الحجم. أي أن الحد الأقصى لعدد الملفات معروف مسبقًا. إذا لم يزداد حجم نظام الملفات ، فإن هذا العدد من inodes كافٍ للتشغيل العادي. لدى JFS القدرة على النمو الديناميكي لنظام الملفات وعدد inodes. بفضل هذه الخاصية ، عندما يزداد حجم نظام الملفات ، لا يوجد حد لعدد الملفات التي تم إنشاؤها.

يحتوي نظام ملفات JFS على القيود التالية:

• الحد الأقصى لحجم الملف محدود بواسطة نظام التشغيل.
• الحد الأقصى لحجم نظام الملفات هو 512 تيرابايت.

نظام ملفات XFS

تم تطوير نظام ملفات XFS بواسطة SGI (المعروفة سابقًا باسم Silicon Graphics، Inc.). وُلد XFS في عام 1994 وتم شحنه في الأصل مع نظام التشغيل IRIX. تشتهر SGI بمحطات عمل الفيديو وخوادم التخزين. لذلك ، تم تحسين نظام الملفات لخدمة عدد كبير من الملفات الضخمة ودعم الدلائل الكبيرة. نظرًا لهيكلها ، فهي تدعم أيضًا عددًا كبيرًا من الملفات الصغيرة جيدًا. من حيث سرعته ، فإنه يمكن مقارنته بنظام ملفات ReiserFS ، ومن حيث الموثوقية فإنه يتفوق على نظام ملفات Hans ( ما مقدار البيانات التي فقدتها في نظام ملفات ReiserFS من البداية. تم حفظ النسخ الاحتياطي فقط. لذلك ، الآن لا أستخدم ReiserFS على الخوادم.).

دعم الملفات الكبيرة ممكن لأن XFS هو نظام ملفات 64 بت. ويتم تحقيق سرعة نظام الملفات باستخدام أشجار B + للعثور على الهياكل الداخلية ووصفها.

الهيكل الداخلي لنظام الملفات معقد للغاية ، ولا أرى ضرورة لوصف موجز لهيكله. علاوة على ذلك ، هناك مقالات جيدة على الإنترنت توضح بالتفصيل XFS:

أنظمة ملفات Microsoft

بقدر ما يتعلق الأمر بأنظمة ملفات Microsoft ، فإن Linux يدعم FAT و NTFS. مع FAT ، كل شيء بسيط للغاية ، هيكل نظام الملفات معروف ، لذلك فهو مدعوم بالكامل في Linux. الشيء الوحيد الذي يجب مراعاته عند استخدام FAT ، هناك نوعان من النكهات في Linux:

• msdos - FAT12 / 16.
• vfat - FAT32.

يجب تمكين دعم FAT إذا كنت تنوي استخدام الأقراص المرنة وأجهزة تخزين USB المختلفة: بطاقات الفلاش ومحركات الأقراص الثابتة وما إلى ذلك. النقطة المهمة هي أنها عادة ما يتم تنسيقها في FAT.

NTFS أكثر تعقيدًا بعض الشيء. عادةً ما يكون نظام الملفات هذا للقراءة فقط. لا يوصى باستخدامه في وضع التسجيل. على الرغم من أن وضع الكتابة مدعوم ، ولكن إذا قرأت الوثائق الخاصة ببرامج تشغيل NTFS ، فسترى أنه مكتوب هناك بأحرف كبيرة: في وضع الكتابة ، يمكنك فقط تغيير محتويات الملفات الموجودة ، ولا ينبغي بأي حال من الأحوال إنشاء ملفات جديدة أو حذف أو تغيير حجم الملفات الموجودة - يمكن أن يؤدي ذلك إلى تدمير نظام الملفات.

أنظمة الملفات iso9660 و udf

تُستخدم أنظمة الملفات هذه لتخزين المعلومات على الأقراص المضغوطة وأقراص DVD.

كان Iso9660 في الأصل نظام ملفات بسيطًا للغاية مع الكثير من القيود. على سبيل المثال ، أسماء الملفات مثل MS DOS ، قيود على عدد مرفقات الدليل. لذلك ، تمت كتابة العديد من الإضافات لـ iso9660 لتوسيع قدراتها. بما في ذلك الوظائف الإضافية التي تسمح لك بالحفاظ على سمات ملفات UNIX. يتم دعم جميع الوظائف الإضافية بواسطة برنامج تشغيل نظام الملفات ، ويجب ألا تكون هناك أية صعوبات أثناء العمل. علاوة على ذلك ، يدعم برنامج التشغيل iso9660 ، بشكل غريب ، وضع التسجيل. يتم استخدامه لإنشاء صور مضغوطة.

لم يتم ملاحظة أي مشاكل خاصة مع udf أيضًا. وبالتالي ، فإن العمل مع الأقراص المضغوطة وأقراص DVD مدعوم في Linux دون أي قيود.

نظام ملفات proc

ينتمي إلى فئة أنظمة الملفات الافتراضية. نظام ملفات مفيد للغاية. بصفتك مشرفًا ، ستشير غالبًا إلى إمكاناته. في أحد الفصول الأولى حول تنظيم نظام ملفات Linux ، غطيت بإيجاز الغرض من نظام الملفات هذا. فقط لتذكيرك بأن الملفات الموجودة في دليل / proc هي تعيين منطقة بيانات kernel إلى نظام الملفات. أي ، إذا نظرت إلى محتويات ملف ، فإنك في الواقع ترى جزءًا معينًا من منطقة بيانات kernel.

فيما يلي بعض الملفات المثيرة للاهتمام التي يمكنك العثور عليها في دليل / proc. ستختلف محتويات الملفات الموجودة على نظامك عن محتويات الملفات الموضحة كأمثلة.

/ proc / cmdline

يحتوي على سطر الأوامر الذي تم تمريره إلى kernel عند بدئه.

# cat cmdline BOOT_IMAGE = Linux-2613 ro root = 303 #

/ proc / cpuinfo

معلومات حول المعالج أو المعالجات.

# معالج معلومات وحدة المعالجة المركزية cat: 0 vendor_id: عائلة وحدة المعالجة المركزية الأصلية: 6 طراز: 9 اسم الطراز: معالج Intel (R) Pentium (R) M 1400 ميجاهرتز يخطو: 5 وحدة معالجة مركزية ميجاهرتز: 1399.050 حجم ذاكرة التخزين المؤقت: 1024 كيلو بايت fdiv_bug: لا hlt_bug: لا f00f_bug: لا coma_bug: لا fpu: نعم fpu_exception: نعم cpuid level: 2 wp: yes flags: fpu vme de pse tsc msr mce cx8 sep mtrr pge mca cmov pat clflush dts acpi mmx fxsr sse sse2 tm pbe est tm2 # bogomips: 2800.9

/ إجراءات / الأجهزة

قائمة الأجهزة.

# أجهزة cat أجهزة الشخصيات: 1 mem 2 pty 3 ttyp 4 / dev / vc / 0 4 tty 4 ttyS 5 / dev / tty 5 / dev / console 5 / dev / ptmx 7 vcs 10 متنوع 13 إدخال 14 صوت 21 sg 116 alsa 128 ptm 136 pts 171 ieee1394 180 usb 226 dm 254 pcmcia بلوك الأجهزة: 3 id0 7 loop 8 sd 11 sr 65 sd #

/ proc / dma

استخدام قنوات DMA.

# CAT DMA 4: تتالي #

/ proc / filesystems

قائمة أنظمة الملفات المدعومة.

# cat filesystems nodev sysfs nodev rootfs nodev bdev nodev proc nodev sockfs nodev pipefs nodev futexfs nodev tmpfs nodev inotifyfs nodev eventpollfs nodev devpts ext3 ext2 nodev ramfs msdos vftfso96

/ proc / المقاطعات

توزيع المقاطعات.

# cat مقاطعات CPU0 0: 850627 XT-PIC timer 1: 9691 XT-PIC i8042 2: 0 XT-PIC cascade 7: 2 XT-PIC parport0 8: 1 XT-PIC rtc 9: 6620 XT-PIC acpi 11: 238626 XT -PIC Intel 82801DB-ICH4 ، yenta ، yenta ، eth0 ، eth1 ، ohci1394 ، ehci_hcd: usb1 ، uhci_hcd: usb2 ، uhci_hcd: usb3 ، uhci_hcd: usb4 ، [البريد الإلكتروني محمي]: 0000: 01: 00.0 12: 65575 XT-PIC i8042 14: 11538 XT-PIC ID0 NMI: 0 LOC: 0 ERR: 0 MIS: 0 #

/ إجراءات / وحدات

قائمة الوحدات المحملة.

# Cat modules irtty_sir 5248 0 - Live 0xf8a09000 sir_dev 13548 1 irtty_sir، Live 0xf8a1d000 irda 107768 1 sir_dev ، Live 0xf8a3f000 0xc_ccitt 1792 1 irda ، 0xf8a04000 Live 0Pport_pc 24324 0 27656 0 - Live 0xf897a000 usbcore 103740 3 uhci_hcd ، ehci_hcd ، Live 0xf8990000 ohci1394 31092 0 - Live 0xf895e000 ieee1394 86392 1 ohci1394 ، Live 0xf891e000 ipwee2100 78204 0 - Live180ef89211000 xpwee289008890 - Live 0xf8909000 pcmcia 30568 4 - Live 0xf8900000 firmware_class 7680 2 ipw2100، pcmcia، Live 0xf88f2000 yenta_socket 20748 4 - Live 0xf8879000 rsrc_nonstatic 11264 1 yenta_socket، Live 0xf88756 pcma_cent2

/ إجراءات / تصاعد

يحتوي على قائمة بأنظمة الملفات المركبة.

# cat mounts rootfs / rootfs rw 0 0 / dev / root / ext3 rw 0 0 proc / proc proc rw، nodiratime 0 0 sysfs / sys sysfs rw 0 0 none / dev ramfs rw 0 0 / dev / hda5 / usr ext3 rw 0 0 / dev / hda6 / home ext3 rw 0 0 / dev / hda1 / mnt / win ntfs ro ، noatime ، nodiratime ، uid = 0 ، gid = 0 ، fmask = 0177 ، dmask = 077 ، nls = iso8859-1 ، الأخطاء = تابع ، mft_zone_multiplier = 1 0 0 devpts / dev / pts devpts rw 0 0 usbfs / proc / bus / usbfs rw 0 0 #

/ إجراءات / أقسام

يحتوي على قائمة بالأقسام لجميع محركات الأقراص المتصلة.

# cat partitions major Minor #blocks name 3 0 58605120 hda 3 1 10485688 hda1 3 2 506520 hda2 3 3 9775080 hda3 3 4 1 hda4 3 5 9775048 hda5 3 6 28062688 hda6 #

/ proc / pci

قائمة الأجهزة المكتشفة على ناقل PCI.

يمكن استخدام هذا الملف لتشخيص أسباب عدم عمل بعض الأجهزة. انتبه للمقاطعات: إذا كانت تساوي 0 ، فهذا يعني أنه لم يتم تخصيص مقاطعة للجهاز لسبب ما. لن أعطي المحتويات الكاملة لهذا الملف ، فهو كبير جدًا.

تم العثور على أجهزة # cat pci PCI: Bus 0 ، الجهاز 0 ، الوظيفة 0: جسر المضيف: Intel Corporation 82855PM Processor to I / O Controller (rev 3). ذاكرة 32 بت قابلة للبحث مسبقًا على 0xd0000000. الناقل 0 ، الجهاز 1 ، الوظيفة 0: جسر PCI: معالج Intel Corporation 82855PM إلى وحدة تحكم AGP (المراجعة 3). سيد قادر. الكمون = 96. الحد الأدنى من Gnt = 12. Bus 0 ، الجهاز 29 ، الوظيفة 0: وحدة تحكم USB: Intel Corporation 82801DB / DBL / DBM (ICH4 / ICH4-L / ICH4-M) وحدة تحكم USB UHCI # 1 (المراجعة 1). IRQ 11. الإدخال / الإخراج عند 0x1800. #

/ proc / swaps

يحتوي على قائمة ملفات التبادل والأقسام المتصلة.

# مبادلات قطة نوع اسم الملف الحجم المستخدم الأولوية / قسم dev / hda2 506512 0 -1 #

/ proc / الإصدار

يحتوي على معلومات حول إصدار نظام التشغيل و Linux kernel.

# إصدار Linux إصدار Linux 2.6.13-rc3-my ( [البريد الإلكتروني محمي]) (إصدار دول مجلس التعاون الخليجي 3.3.6) # 3 الثلاثاء يوليو 19 22:25:23 GMT + 3 2005 #

قبول المعلومات

بالإضافة إلى الملفات ، يحتوي / proc على أدلة تحتوي على رقم كاسمها. يصف كل دليل عملية يتطابق PID الخاص بها مع اسم الدليل. تصف الملفات الموجودة في هذا الدليل معاملات العملية. محتويات أحد الأدلة موضحة أدناه.

# ls / proc / 4624 auxv [البريد الإلكتروني محمي] [البريد الإلكتروني محمي]خرائط تتصاعد oom_score seccomp statm المهمة / cmdline البيئة fd / mem oom_adj [البريد الإلكتروني محمي]الحالة الإحصائية wchan #

فقط عدد قليل من الملفات في المثال تحتوي على معلومات يمكن فهمها دون معالجة مسبقة.

كمدلاين

يحتوي على وسيطات سطر الأوامر.

# قطة cmdline -su #

بيئة

يحتوي على قيم متغيرات البيئة للعملية.

# cat environ HZ = 100TERM = xtermPATH = / usr / local / sbin: / usr / local / bin: / sbin: / usr / sbin: / bin: / usr / binHOME = / rootSHELL = / bin / bashUSER = rootLOGNAME = rootMAIL = / var / spool / mail / root #

الحالة

يحتوي على معلومات حول حالة العملية بتنسيق يمكن للبشر قراءته.

# حالة القط الاسم: bash الحالة: S (نائم) SleepAVG: 98٪ Tgid: 4510 Pid: 4510 PPid: 4498 TracerPid: 0 Uid: 0 0 0 0 Gid: 0 0 0 0 FDS الحجم: 256 المجموعات: 0 1 2 3 4 6 10 11 Vm الحجم: 2832 kB VmLck: 0 kB VmRSS: 1724 kB Vm Data: 388 kB VmStk: 88 kB VmExe: 628 kB VmLib: 1628 kB VmPTE: 12 kB المواضيع: 1 SigQ: 0/7168 SigPnd00000000000000000I : 0000000000384004 SigCgt: 000000004b813efb CapInh: 0000000000000000 CapPrm: 00000000fffffeff CapEff: 00000000fffffff #

أدلة أخرى

في غيبوبة الدلائل التي تصف عمليات النظام ، قد تكون هناك أدلة أخرى في / proc. فيما يلي الغرض من بعضها:

• بيئة تطوير متكاملة- معلومات حول الأجهزة المتصلة بواجهة ID.
• irq- معلومات حول توزيع المقاطعات.
• صافي- معلومات عن الشبكة. محتويات جدول ARP وجدول التوجيه. إحصائيات عن واجهات الشبكة والبروتوكول. إلخ.
• scsi- معلومات عن أجهزة SCSI.
• sys- يحتوي على معلمات متغيرة للنظام.

/ proc / sys

نظام ملفات / proc / sys هو موضوع كبير منفصل. باستخدام الملفات الموجودة في هذا الدليل ، يمكنك تغيير معلمات النظام بسرعة. يكفي كتابة القيمة المطلوبة في ملف معين. لن أصف / proc / sys ، فهناك الكثير من المعلومات وتحتاج إلى معرفة الكثير لفهم الغرض من استخدام الملفات. لذلك ، سأخبرك بمكان العثور على الوثائق والوصف لنظام الملفات هذا:

يتم استخدام Sysfs بواسطة udev لإنشاء ملفات الجهاز ديناميكيًا.

مرحبا ، قراء موقعي ، أردت أن أخبركم عنه موجودو أنظمة الملفات الجديدة، وكذلك مساعدتها بشكل صحيح أختر... بعد كل شيء ، يعتمد الاختيار على سرعة العمل والراحة والصحة. عندما يتجمد الكمبيوتر ، يبطئ ، لا أعتقد أنه يعجبك ويؤثر على أعصابك بشكل صحيح 🙂

ما هو نظام الملفات وما الغرض منه؟

بعبارات بسيطة ، هذا نظام يعمل على تخزين الملفات والمجلدات على محرك أقراص ثابت أو وسائط أخرى ، ومحرك أقراص فلاش ، وهاتف ، وكاميرا ، وما إلى ذلك. وأيضًا لتنظيم الملفات والمجلدات: نقلها ونسخها وإعادة تسميتها. لذا فإن هذا النظام مسؤول عن جميع ملفاتك ، وهذا هو سبب أهميته.

إذا اخترت نظام الملفات الخاطئ ، فقد يتعطل جهاز الكمبيوتر الخاص بك ، ويتجمد ، ويعلق ، ويمكن أن تتدفق المعلومات ببطء ، والأسوأ من ذلك ، أن تلف البيانات ممكن. هذا جيد إن لم يكن نظاميًا ، لكنه سيظهر. والشيء الأكثر أهمية هو أنه إذا كان جهاز الكمبيوتر الخاص بك يتباطأ لهذا السبب ، فلن يساعدك أي قدر من تنظيف القمامة!

أنواع أنظمة الملفات؟

العديد من أنظمة الملفات أصبحت شيئًا من الماضي ، وبعضها في آخر مراحلها ، tk. تنمو التقنيات الحديثة وتنمو كل يوم والآن هناك نظام ملفات جديد تمامًا في طريقه للخلف مستقبل! دعونا نرى من أين بدأ كل شيء.

الدهون 12

جدول تخصيص ملف الدهونفي الترجمة جدول تخصيص الملفات... في البداية ، كان نظام الملفات 12 بت ، باستخدام 4096 مجموعة كحد أقصى. تم تطويره منذ وقت طويل جدًا ، في أيام DOS وكان يستخدم للأقراص المرنة ومحركات الأقراص الصغيرة التي يصل حجمها إلى 16 ميجا بايت. ولكن تم استبداله بـ fat16 أكثر تقدمًا.

الدهون 16

هذه نظام الملفاتيحتوي بالفعل على 65525 وأقراص مدعومة بحجم 4.2 جيجابايت ، في ذلك الوقت كانت ترفًا وبالتالي كان أداءها جيدًا في ذلك الوقت. لكن حجم الملف لا يمكن أن يتجاوز 2 جيجا بايت ، ومن حيث التوفير فهو ليس الخيار الأفضل ، فكلما زاد حجم الملف ، زاد حجم الكتلة التي تشغل مساحة أكبر. لذلك ، ليس من المربح استخدام حجم أكبر من 512 ميجابايت. يوضح الجدول مقدار ما يستغرقه حجم القطاع اعتمادًا على حجم الوسائط.

على الرغم من أن النظام تعامل في ذلك الوقت ، ظهر عدد من أوجه القصور في المستقبل:

1. لا يمكنك العمل مع الأقراص الصلبة التي تزيد عن 8 جيجا بايت.

2. لا يمكنك إنشاء ملفات أكبر من 2 جيجا بايت.

3. لا يمكن أن يحتوي المجلد الجذر على أكثر من 512 عنصرًا.

4. عدم القدرة على العمل مع الأقسام الأكبر من 2 جيجا بايت.

الدهون 32

التقنيات الحديثة لا تقف مكتوفة الأيدي ومع مرور الوقت ، لم يكن نظام الدهون 16 كافياً و جاء ليحل محل الدهون 32... كان هذا النظام قادرًا بالفعل على دعم الأقراص التي تصل سعتها إلى 2 تيرابايت (2048 جيجابايت) ويستخدم بالفعل مساحة القرص اقتصاديًا نظرًا لوجود مجموعات أصغر. ميزة أخرى هي أنه لا توجد قيود على استخدام الملفات في المجلد الجذر وأكثر موثوقية مقارنة بالإصدارات السابقة. لكن أكبر عيب في الوقت الحاضر هو أن الملفات يمكن أن تتلف ومن الجيد ألا يؤدي ذلك إلى. والعيب الرئيسي الثاني هو أن الملفات الآن تتجاوز حجمها أكثر من 4 جيجا بايت ، ولا يدعم النظام حجمًا أكبر لملف واحد. غالبًا ما يكون لدى المستخدمين أسئلة حول سبب عدم تمكني من تنزيل فيلم بحجم 7 جيجابايت ، على الرغم من وجود مساحة خالية تبلغ 100 جيجابايت على القرص ، فهذه هي المشكلة برمتها.

وبالتالي سلبياتوهنا يكفي:

1. لا يدعم النظام الملفات التي يزيد حجمها عن 4 جيجابايت.

2. النظام عرضة لتجزئة الملفات ، مما يؤدي إلى إبطاء النظام.

3. يتأثر ملف الفساد.

4. في الوقت الحالي ، يوجد بالفعل أكثر من 2 تيرابايت من الأقراص.

NTFS

والآن جاء ليحل محله نظام جديد نتفس(نظام ملفات التكنولوجيا الجديدة) ما تمت ترجمته نظام الملفات تكنولوجيا جديدة، حيث تم إزالة عدد من العيوب ، ولكن هناك أيضًا عيوب كافية. هذا النظام هو آخر نظام تمت الموافقة عليه ، بصرف النظر عن النظام الجديد ، والذي سأناقشه أدناه. ظهر النظام في التسعينيات ، وتمت الموافقة عليه في عام 2001 مع إصدار windows xp ويستخدم حتى يومنا هذا. يدعم أقراص تصل إلى 18 تيرابايت ، رائع هاه؟ وعندما تكون الملفات مجزأة ، لا تضيع السرعة بشكل ملحوظ. لقد وصل الأمن بالفعل إلى مستويات عالية ، في حالة حدوث فشل ، من غير المحتمل حدوث تلف في المعلومات.

سلبياتوهنا سيكون:

1. استهلاك ذاكرة الوصول العشوائي ، إذا كان لديك أقل من 64 ميغا بايت من ذاكرة الوصول العشوائي ، فلا ينصح بتعيينها.

2. مع وجود نسبة 10٪ المتبقية على القرص الصلب ، يبدأ النظام في التباطؤ بشكل ملحوظ.

3. قد يكون العمل بسعة تخزين صغيرة أمرًا صعبًا.

ReFS الجديدة

علامة تجارية جديدة نظام ملفات ReFS (نظام ملفات مرن) في الترجمة نظام ملفات متسامح مع الأخطاء تم تطويره لنظام تشغيل Windows الجديد ، والذي قد يكون وراءه مستقبل!وفقًا للمطورين ، يجب أن يكون النظام موثوقًا للغاية ، وبعد وقت قصير من اكتماله ، سيتم دعمه على أنظمة التشغيل الأخرى. فيما يلي جدول الاختلافات:

كما ترى ، يدعم النظام الجديد كميات كبيرة من مساحة القرص والمزيد من الأحرف في المسار واسم الملف. يعد النظام بأن يكون أكثر أمانًا حيث يجب أن يكون هناك حد أدنى من الاضطرابات بسبب البنية الجديدة وطريقة مختلفة لتسجيل السجل. طالما يمكنك رؤية واحد فقط الايجابياتولكن ما مدى صحة هذا الأمر غير معروف بعد. بعد الموافقة الكاملة ، من الممكن أن تظهر سلسلة سلبيات... لكن هذا لا يزال لغزا حتى الآن. دعونا نأمل أن يجلب لنا نظام الملفات الجديد فقط مشاعر إيجابية منه.

أي نظام ملفات يجب أن تختار؟

من الأفضل التثبيت على جهاز كمبيوتر جيد الأداء نتفس، ستكون أكثر إنتاجية وأمانًا لهذه الأغراض. لا يوصى بالتثبيت على أجهزة الكمبيوتر التي يقل قرصها عن 32 جيجا بايت وذاكرة وصول عشوائي 64 ميجا بايت. والمرأة العجوز الدهون 32يمكنك المراهنة على محرك أقراص محمول بحجم صغير ، لأن يمكن أن يكون الأداء أعلى. وشيء آخر هو أنه بعد تهيئة محرك أقراص فلاش USB لهاتف وكاميرا رقمية وأجهزة إلكترونية أخرى بتنسيق ntfs ، قد يكون لديك أخطاء. قد لا تدعم بعض الأجهزة ntfs أو قد تكون بطيئة وتعطل معها. لذا قبل التهيئة ، تأكد من نظام الملفات الأفضل لجهازك.

هناك أنواع أخرى من أنظمة الملفات ، على سبيل المثال لنظام Linux XFS, ReiserFS (Reiser3), JFS (نظام الملفات المجلة), ext (نظام ملفات ممتد), ext2 (نظام الملفات الممتد الثاني), ext3 (نظام الملفات الثالث الممتد), Reiser4, ext4, Btrfs (B-tree FS أو Butter FS), تكس 2, تكس 3, شيافس, ZFS (نظام ملفات Zettabyte)لكن هذه قصة مختلفة تمامًا ...

لماذا قد لا يقوم الهاتف الذكي بتشغيل البرامج من بطاقة الذاكرة؟ كيف يختلف ext4 اختلافًا جوهريًا عن ext3؟ لماذا سيعيش محرك الأقراص المحمول لفترة أطول إذا تمت تهيئته على NTFS بدلاً من FAT؟ ما هي المشكلة الرئيسية في F2FS؟ تكمن الإجابات في خصوصيات بنية أنظمة الملفات. سنتحدث عنهم.

مقدمة

تحدد أنظمة الملفات كيفية تخزين البيانات. فهي تحدد القيود التي سيواجهها المستخدم ، ومدى سرعة عمليات القراءة والكتابة ، والمدة التي سيعمل بها محرك الأقراص دون إخفاقات. هذا ينطبق بشكل خاص على محركات أقراص الحالة الصلبة ذات الميزانية المحدودة وإخوانهم الصغار - محركات أقراص فلاش. من خلال معرفة هذه الميزات ، يمكنك الضغط على أقصى استفادة من أي نظام وتحسين استخدامه لمهام محددة.

يجب عليك اختيار نوع نظام الملفات ومعلماته في كل مرة تحتاج فيها إلى القيام بشيء غير تافه. على سبيل المثال ، تريد تسريع عمليات الملفات الأكثر شيوعًا. على مستوى نظام الملفات ، يمكن تحقيق ذلك بعدة طرق: ستوفر الفهرسة عمليات بحث سريعة ، وسيسهل الحجز المسبق للكتل المجانية الكتابة فوق الملفات المتغيرة بشكل متكرر. سيؤدي تحسين البيانات في ذاكرة الوصول العشوائي مسبقًا إلى تقليل كمية الإدخال / الإخراج المطلوبة.

تساعد ميزات أنظمة الملفات الحديثة مثل الكتابة البطيئة وإلغاء البيانات المكررة والخوارزميات المتقدمة الأخرى على زيادة وقت التشغيل. إنها مناسبة بشكل خاص لمحركات أقراص الحالة الصلبة الرخيصة المزودة بشرائح ذاكرة TLC ومحركات أقراص فلاش وبطاقات الذاكرة.

توجد تحسينات منفصلة لمصفوفات الأقراص ذات المستويات المختلفة: على سبيل المثال ، يمكن لنظام الملفات دعم النسخ المتطابق لوحدة التخزين خفيفة الوزن أو اللقطات أو التحجيم الديناميكي دون قطع وحدة التخزين دون اتصال.

صندوق اسود

يعمل المستخدمون بشكل أساسي مع نظام الملفات الذي يوفره نظام التشغيل افتراضيًا. نادرًا ما يقومون بإنشاء أقسام قرص جديدة وحتى أقل تفكيرًا في إعداداتهم - يستخدمون فقط المعلمات الموصى بها أو حتى يشترون وسائط مهيأة مسبقًا.

بالنسبة لمحبي Windows ، كل شيء بسيط: NTFS على جميع أقسام القرص و FAT32 (أو نفس NTFS) على محركات أقراص فلاش. إذا كان هناك NAS وتم استخدام نظام ملفات آخر فيه ، فسيظل هذا الأمر بعيدًا عن التصور بالنسبة للغالبية. إنهم ببساطة يتصلون به عبر الشبكة ويقومون بتنزيل الملفات ، كما لو كانوا من صندوق أسود.

على الأجهزة المحمولة التي تعمل بنظام Android ، غالبًا ما توجد ext4 في الذاكرة الداخلية و FAT32 على بطاقات microSD. بالنسبة إلى Apple ، لا يهم على الإطلاق نوع نظام الملفات الذي لديهم: HFS + و HFSX و APFS و WTFS ... بالنسبة لهم ، لا يوجد سوى رموز مجلدات وملفات جميلة رسمها أفضل المصممين. يمتلك مستخدمو Linux الخيار الأكثر ثراءً ، ولكن يمكنك إضافة دعم لأنظمة الملفات غير الأصلية لنظام التشغيل في كل من Windows و macOS - المزيد عن ذلك لاحقًا.

الجذور المشتركة

تم إنشاء أكثر من مائة نظام ملفات مختلف ، ولكن يمكن اعتبار أكثر من عشرة أنظمة ذات صلة. بينما تم تصميمها جميعًا لتطبيقاتها المحددة ، انتهى الأمر بالعديد منها إلى الارتباط بالمفاهيم. إنها متشابهة لأنها تستخدم نفس النوع من بيانات بنية العرض (التعريف) - الأشجار B ("الأشجار الثنائية").

كما هو الحال مع أي نظام هرمي ، تبدأ الشجرة B من السجل الجذر وتتفرع إلى العناصر النهائية - السجلات الفردية حول الملفات وسماتها ، أو "الأوراق". كان الغرض الرئيسي من إنشاء مثل هذه البنية المنطقية هو تسريع البحث عن كائنات نظام الملفات على مصفوفات ديناميكية كبيرة - مثل محركات الأقراص الثابتة التي يبلغ حجمها عدة وحدات تيرابايت أو حتى صفائف RAID أكثر إثارة للإعجاب.

تتطلب أشجار B عمليات وصول إلى القرص أقل بكثير من الأنواع الأخرى من الأشجار B عند إجراء نفس العمليات. يتم تحقيق ذلك بسبب حقيقة أن الكائنات النهائية في الأشجار B تقع بشكل هرمي على نفس الارتفاع ، وأن سرعة جميع العمليات تتناسب فقط مع ارتفاع الشجرة.

مثل الأشجار المتوازنة الأخرى ، فإن الأشجار B لها نفس طول المسار من الجذر إلى أي ورقة. بدلاً من أن يكبروا ، يتفرعون أكثر ويزداد عرضهم: جميع نقاط التفرع في B-tree تخزن العديد من الإشارات إلى الكائنات الفرعية ، مما يسهل العثور عليها في مكالمات أقل. يقلل عدد كبير من المؤشرات من عدد عمليات القرص الأطول - تحديد موضع الرأس عند قراءة الكتل العشوائية.

تمت صياغة مفهوم الأشجار B مرة أخرى في السبعينيات وخضع لعدة تحسينات منذ ذلك الحين. يتم تنفيذه بشكل أو بآخر في NTFS و BFS و XFS و JFS و ReiserFS والعديد من نظم إدارة قواعد البيانات. كلهم أبناء عمومة من حيث المبادئ الأساسية لتنظيم البيانات. تتعلق الاختلافات بالتفاصيل ، والتي غالبًا ما تكون مهمة جدًا. تعتبر عيوب أنظمة الملفات ذات الصلة شائعة أيضًا: فقد تم إنشاؤها جميعًا للعمل مع الأقراص حتى قبل ظهور محركات أقراص الحالة الثابتة.

ذاكرة فلاش كمحرك للتقدم

تعمل محركات الأقراص ذات الحالة الصلبة على استبدال محركات الأقراص تدريجياً ، لكنها مجبرة حتى الآن على استخدام أنظمة ملفات موروثة غريبة عنها. وهي مبنية على مصفوفات من ذاكرة فلاش ، تختلف مبادئها عن تلك الخاصة بأجهزة القرص. على وجه الخصوص ، يجب محو ذاكرة الفلاش قبل الكتابة ، ولا يمكن إجراء هذه العملية في شرائح NAND على مستوى الخلايا الفردية. من الممكن فقط للكتل الكبيرة ككل.

يرجع هذا القيد إلى حقيقة أنه في ذاكرة NAND ، يتم دمج جميع الخلايا في كتل ، ولكل منها اتصال مشترك واحد فقط مع ناقل التحكم. لن ندخل في تفاصيل منظمة الترحيل ونرسم التسلسل الهرمي الكامل. مبدأ العمليات الجماعية مع الخلايا وحقيقة أن أحجام كتل ذاكرة الفلاش عادة ما تكون أكبر من الكتل التي يتم تناولها في أي نظام ملفات مهمان. لذلك ، يجب ترجمة جميع العناوين والأوامر الخاصة بمحركات الأقراص التي تحتوي على فلاش NAND من خلال طبقة تجريد FTL (طبقة ترجمة فلاش).

توفر وحدات التحكم في ذاكرة الفلاش التوافق مع منطق أجهزة القرص ودعم الأوامر من واجهاتها الأصلية. عادةً ما يتم تنفيذ FTL في البرامج الثابتة الخاصة بهم ، ولكن يمكن تشغيلها (جزئيًا) على المضيف - على سبيل المثال ، يكتب Plextor برامج تشغيل لمحركات أقراص الحالة الثابتة (SSD) الخاصة به التي تسرع الكتابة.

لا يمكنك الاستغناء عن FTL على الإطلاق ، لأن كتابة بت واحد لخلية معينة تؤدي إلى إطلاق سلسلة كاملة من العمليات: يبحث المتحكم عن كتلة تحتوي على الخلية المطلوبة ؛ تتم قراءة الكتلة بالكامل ، وكتابتها في ذاكرة التخزين المؤقت أو إلى مساحة خالية ، ثم مسحها بالكامل ، وبعد ذلك تتم إعادة كتابتها مرة أخرى مع التغييرات اللازمة.

يشبه هذا النهج الحياة اليومية في الجيش: من أجل إعطاء أمر لجندي واحد ، يقوم الرقيب بتشكيل عام ، ويدعو زميله المسكين خارج النظام ويأمر البقية بالتفرق. في ذاكرة NOR النادرة الآن ، كانت المنظمة عبارة عن spetsnaz: تم التحكم في كل خلية بشكل مستقل (كان لكل ترانزستور جهة اتصال فردية).

وحدات التحكم لديها المزيد والمزيد من المهام ، لأنه مع كل جيل من ذاكرة الفلاش ، تقل العملية الفنية لتصنيعها من أجل زيادة الكثافة وتقليل تكلفة تخزين البيانات. إلى جانب المعايير التكنولوجية ، يتم أيضًا تقليل العمر التقديري للرقائق.

تحتوي الوحدات التي تحتوي على خلايا SLC أحادية المستوى على مورد معلن يبلغ 100 ألف دورة إعادة كتابة وأكثر من ذلك. لا يزال العديد منهم يعملون في محركات الأقراص المحمولة القديمة وبطاقات CF. طالبت MLC (eMLC) من فئة المؤسسات بالمورد في حدود 10 إلى 20 ألفًا ، بينما في MLC المعتاد للمستهلكين يقدر بنحو 3-5 آلاف. يتم الضغط بنشاط على ذاكرة من هذا النوع بواسطة TLC الأرخص تكلفة ، والتي بالكاد تصل مواردها إلى ألف دورة. يجب أن يتم الحفاظ على عمر ذاكرة الفلاش عند مستوى مقبول من خلال تعديلات البرامج ، وأصبحت أنظمة الملفات الجديدة واحدة منها.

في البداية ، افترض المصنعون أن نظام الملفات غير مهم. يجب أن تحافظ وحدة التحكم نفسها على مجموعة قصيرة العمر من خلايا الذاكرة من أي نوع ، وتوزع الحمل بينها بطريقة مثالية. بالنسبة لبرنامج تشغيل نظام الملفات ، فإنه يحاكي قرصًا عاديًا ، ويقوم بنفسه بإجراء تحسينات منخفضة المستوى على أي وصول. ومع ذلك ، من الناحية العملية ، يختلف التحسين للأجهزة المختلفة من السحر إلى الوهمي.

في محركات أقراص الحالة الصلبة الخاصة بالشركات ، تكون وحدة التحكم المدمجة عبارة عن كمبيوتر صغير. يحتوي على ذاكرة تخزين مؤقت ضخمة (نصف أزعج وأكثر) ، ويدعم العديد من الطرق لتحسين كفاءة العمل مع البيانات ، مما يتجنب دورات إعادة الكتابة غير الضرورية. تقوم الرقاقة بترتيب جميع الكتل الموجودة في ذاكرة التخزين المؤقت ، وتؤدي عمليات الكتابة البطيئة ، وتقوم بإلغاء البيانات المكررة أثناء التنقل ، وتحتفظ ببعض الكتل وتزيل الكتل الأخرى في الخلفية. كل هذا السحر يحدث تمامًا دون أن يلاحظه أحد من قبل نظام التشغيل والبرامج والمستخدم. مع SSD مثل هذا ، لا يهم ما هو نظام الملفات المستخدم. التحسينات الداخلية لها تأثير أكبر بكثير على الأداء والموارد من تلك الخارجية.

تم تجهيز محركات أقراص الحالة الصلبة ذات الميزانية المحدودة (والأكثر من ذلك - محركات أقراص فلاش) بوحدات تحكم أقل ذكاءً. ذاكرة التخزين المؤقت فيها مقطوعة أو غير موجودة ، ولا يتم استخدام تقنيات الخادم المتقدمة على الإطلاق. في بطاقات الذاكرة ، تكون أجهزة التحكم بدائية جدًا لدرجة أنه غالبًا ما يُزعم أنها غير موجودة على الإطلاق. لذلك ، بالنسبة للأجهزة الرخيصة المزودة بذاكرة فلاش ، تظل طرق موازنة الحمل الخارجية مناسبة - باستخدام أنظمة الملفات المتخصصة بشكل أساسي.

JFFS إلى F2FS

كانت إحدى المحاولات الأولى لكتابة نظام ملفات يأخذ في الاعتبار مبادئ تنظيم ذاكرة الفلاش JFFS - Journaling Flash File System. في البداية ، ركز هذا التطوير من قبل شركة Axis Communications السويدية على تحسين كفاءة الذاكرة لأجهزة الشبكة التي أنتجتها Axis في التسعينيات. يدعم الإصدار الأول من JFFS ذاكرة NOR فقط ، ولكن في الإصدار الثاني أصبح صديقًا لـ NAND.

JFFS2 محدودة الاستخدام الآن. في الغالب لا يزال يستخدم في توزيعات Linux للأنظمة المضمنة. يمكن العثور عليها في أجهزة التوجيه وكاميرات IP و NAS وغيرها من الأجهزة العادية على إنترنت الأشياء. بشكل عام ، حيثما يتطلب الأمر قدرًا صغيرًا من الذاكرة الموثوقة.

كان LogFS هو جهد تطوير إضافي لـ JFFS2 ، والذي قام بتخزين inodes في ملف منفصل. مؤلفو هذه الفكرة موظف في القسم الألماني لشركة IBM Jörn Engel ومحاضر في جامعة Osnabrück Robert Mertens. الكود المصدري لـ LogFS متاح على GitHub. انطلاقا من حقيقة أن التغيير الأخير تم إجراؤه قبل أربع سنوات ، لم يكتسب LogFS شعبية.

لكن هذه المحاولات حفزت ظهور نظام ملفات متخصص آخر - F2FS. تم تطويره بواسطة Samsung Corporation ، والتي تمثل جزءًا كبيرًا من ذاكرة الفلاش المنتجة في العالم. تصنع Samsung شرائح NAND Flash للأجهزة الخاصة بها ولشركات أخرى ، كما تقوم أيضًا بتطوير محركات أقراص الحالة الصلبة ذات واجهات جديدة بشكل أساسي بدلاً من محركات الأقراص القديمة. لقد كان إنشاء نظام ملفات متخصص محسن لذاكرة فلاش ضرورة طال انتظارها من وجهة نظر سامسونج.

قبل أربع سنوات ، في عام 2012 ، أنشأت Samsung F2FS (نظام ملفات Flash Friendly). فكرتها جيدة ، لكن التنفيذ اتضح أنه رطب. كانت المهمة الأساسية عند إنشاء F2FS بسيطة: تقليل عدد عمليات إعادة كتابة الخلايا وتوزيع الحمل عليها بالتساوي قدر الإمكان. وهذا يتطلب إجراء عمليات بعدة خلايا داخل نفس الكتلة في نفس الوقت ، وعدم اغتصابها واحدة تلو الأخرى. هذا يعني أننا لا نحتاج إلى إعادة كتابة فورية للكتل الموجودة عند الطلب الأول من نظام التشغيل ، ولكننا نحتاج إلى التخزين المؤقت للأوامر والبيانات ، وإضافة كتل جديدة إلى مساحة خالية وتأخير محو الخلايا.

اليوم ، تم تطبيق دعم F2FS رسميًا بالفعل في Linux (وبالتالي في Android) ، لكنه لا يوفر أي مزايا خاصة في الممارسة العملية. أدت الميزة الرئيسية لنظام الملفات هذا (الكتابة الفوقية المؤجلة) إلى استنتاجات مبكرة حول فعاليتها. خدعت خدعة التخزين المؤقت القديمة الإصدارات المبكرة من المعايير ، حيث أظهر F2FS ميزة واضحة ليس بنسبة قليلة (كما هو متوقع) أو حتى عدة مرات ، ولكن بأحجام كبيرة. إنه فقط أن برنامج تشغيل F2FS أبلغ عن تنفيذ عملية كان جهاز التحكم يخطط للقيام بها. ومع ذلك ، إذا كان مكاسب الأداء الحقيقي في F2FS صغيرًا ، فمن المؤكد أن تآكل الخلية سيكون أقل مما هو عليه عند استخدام نفس ext4. سيتم تنفيذ تلك التحسينات التي لا تستطيع وحدة التحكم الرخيصة القيام بها على مستوى نظام الملفات نفسه.

النطاقات والصور النقطية

بينما يُنظر إلى F2FS على أنه غريب بالنسبة للمهوسين. حتى الهواتف الذكية الخاصة بشركة Samsung لا تزال تستخدم ext4. يعتبره الكثيرون أنه تطوير إضافي لـ ext3 ، لكن هذا ليس صحيحًا تمامًا. يعد هذا بمثابة ثورة أكثر من كسر حاجز 2 تيرابايت لكل ملف وزيادة المقاييس الأخرى ببساطة.

عندما كانت أجهزة الكمبيوتر كبيرة والملفات صغيرة ، كانت العنونة سهلة. تم تخصيص عدد معين من الكتل لكل ملف ، تم إدخال عناوينها في جدول المراسلات. هذه هي الطريقة التي يعمل بها نظام الملفات ext3 ، والذي لا يزال قيد الاستخدام حتى اليوم. ولكن في ext4 ، ظهرت طريقة مختلفة تمامًا عن المعالجة - النطاقات.

يمكن اعتبار النطاقات على أنها امتدادات inode كمجموعات منفصلة من الكتل التي يتم تناولها بالكامل كتسلسلات متجاورة. يمكن أن يحتوي أحد الحدود على ملف متوسط ​​الحجم بالكامل ، وبالنسبة للملفات الكبيرة ، يكفي تخصيص اثني عشر أو اثنتين من النطاقات. هذا أكثر كفاءة من معالجة مئات الآلاف من الكتل الصغيرة التي يبلغ حجمها أربعة كيلوبايت.

تم تغيير آلية الكتابة نفسها في ext4. الآن يتم توزيع الكتل على الفور في طلب واحد. وليس مقدمًا ، ولكن قبل كتابة البيانات على القرص مباشرةً. يتيح لك التخصيص المتأخر متعدد الكتل التخلص من العمليات غير الضرورية التي أخطأ بها ext3: في ذلك ، تم تخصيص كتل لملف جديد على الفور ، حتى لو كان مناسبًا تمامًا لذاكرة التخزين المؤقت وكان من المقرر حذفه على أنه مؤقت.

نظام غذائي مقيد الدهون

إلى جانب الأشجار المتوازنة وتعديلاتها ، هناك هياكل منطقية شائعة أخرى. هناك أنظمة ملفات بنوع مختلف تمامًا من التنظيم - على سبيل المثال ، خطي. ربما تستخدم واحدًا منهم على الأقل كثيرًا.

الغموض

خمن اللغز: في الثانية عشرة من عمرها بدأت في اكتساب الوزن ، وفي سن السادسة عشرة كانت امرأة سمينة غبية ، وبحلول الثانية والثلاثين أصبحت بدينة ، وبقيت حمقاء. من هي؟

هذا صحيح ، هذه قصة عن نظام الملفات FAT. أعطتها متطلبات التوافق ميراثًا سيئًا. على الأقراص المرنة كان 12 بت ، على الأقراص الصلبة - في البداية كان 16 بت ، وحتى يومنا هذا كان 32 بت. في كل إصدار لاحق ، زاد عدد الكتل القابلة للتوجيه ، ولكن في جوهرها لم يتغير شيء.

ظهر نظام الملفات FAT32 الذي لا يزال شائعًا منذ عشرين عامًا. اليوم لا يزال بدائيًا ولا يدعم قوائم التحكم في الوصول (ACL) أو حصص القرص أو ضغط الخلفية أو تقنيات تحسين البيانات الحديثة الأخرى.

لماذا نحتاج FAT32 هذه الأيام؟ كل نفس لأغراض التوافق فقط. يعتقد المصنعون بحق أن أي نظام تشغيل يمكنه قراءة قسم FAT32. لذلك ، قاموا بإنشائه على محركات الأقراص الصلبة الخارجية و USB Flash وبطاقات الذاكرة.

كيفية تحرير ذاكرة فلاش على هاتفك الذكي

يتم تنسيق بطاقات MicroSD (HC) المستخدمة في الهواتف الذكية إلى FAT32 افتراضيًا. هذه هي العقبة الرئيسية أمام تثبيت التطبيقات عليها ونقل البيانات من الذاكرة الداخلية. للتغلب عليها ، تحتاج إلى إنشاء قسم ext3 أو ext4 على البطاقة. يمكن نقل جميع سمات الملف (بما في ذلك حقوق المالك والوصول) إليه ، بحيث يمكن لأي تطبيق أن يعمل كما لو تم تشغيله من الذاكرة الداخلية.

لا يمكن لـ Windows إنشاء أكثر من قسم واحد على محركات أقراص فلاش ، ولكن لهذا يمكنك تشغيل Linux (على الأقل في جهاز افتراضي) أو أداة مساعدة متقدمة للعمل مع التقسيم المنطقي - على سبيل المثال ، MiniTool Partition Wizard Free. بعد العثور على قسم أساسي إضافي مع ext3 / ext4 على البطاقة ، سيوفر تطبيق Link2SD والتطبيقات المماثلة خيارات أكثر بكثير مما في حالة قسم FAT32 واحد.

غالبًا ما يُشار إلى حجة أخرى لصالح اختيار FAT32 على أنها افتقارها إلى دفتر اليومية ، مما يعني سرعة الكتابة وتقليل التآكل على خلايا ذاكرة NAND Flash. من الناحية العملية ، يؤدي استخدام FAT32 إلى عكس ذلك ويؤدي إلى العديد من المشكلات الأخرى.

تموت محركات أقراص الفلاش وبطاقات الذاكرة بسرعة لأن أي تغيير في FAT32 يتسبب في استبدال نفس القطاعات التي توجد بها سلسلتان من جداول الملفات. لقد قمت بحفظ صفحة الويب بأكملها ، وتمت إعادة كتابتها مائة مرة - مع كل إضافة صورة GIF صغيرة أخرى إلى محرك الأقراص المحمول. أطلقت البرنامج المحمول؟ قام بإنشاء ملفات مؤقتة وقام بتغييرها باستمرار أثناء العمل. لذلك ، من الأفضل استخدام NTFS على محركات أقراص فلاش مع جدول MFT $ المتسامح مع الأخطاء. يمكن تخزين الملفات الصغيرة مباشرة في جدول الملفات الرئيسي ، وتتم كتابة امتداداتها ونسخها في مناطق مختلفة من ذاكرة الفلاش. بالإضافة إلى ذلك ، تجعل فهرسة NTFS عمليات البحث أسرع.

معلومات

بالنسبة إلى FAT32 و NTFS ، لم يتم تحديد حدود مستوى التداخل النظري ، ولكنها من الناحية العملية هي نفسها: يمكن إنشاء 7707 فقط من الدلائل الفرعية في دليل المستوى الأول. سيقدر ذلك عشاق دمى التعشيش.

هناك مشكلة أخرى يواجهها معظم المستخدمين وهي أنه من المستحيل كتابة ملف أكبر من 4 جيجابايت إلى قسم FAT32. والسبب هو أنه في FAT32 ، يتم وصف حجم الملف بـ 32 بت في جدول تخصيص الملفات ، و 2 ^ 32 (ناقص واحد ، على وجه الدقة) يعطي أربعة عربات فقط. اتضح أنه لا يمكن تسجيل فيلم بجودة عادية أو صورة DVD على محرك أقراص محمول تم شراؤه حديثًا.

لا يزال نسخ الملفات الكبيرة يمثل نصف المشكلة: عندما تحاول القيام بذلك ، يكون الخطأ مرئيًا على الأقل على الفور. في حالات أخرى ، تعمل FAT32 كقنبلة موقوتة. على سبيل المثال ، قمت بنسخ برنامج محمول إلى محرك أقراص USB محمول ويمكنك استخدامه في البداية دون أي مشاكل. بعد وقت طويل ، أحد البرامج (على سبيل المثال ، المحاسبة أو البريد) به قاعدة بيانات منتفخة ، و ... يتوقف عن التحديث فقط. لا يمكن الكتابة فوق الملف لأنه وصل إلى حد 4 غيغابايت.

هناك مشكلة أقل وضوحًا وهي أنه في FAT32 ، يمكن تحديد تاريخ إنشاء ملف أو دليل بدقة تبلغ ثانيتين. هذا ليس كافيًا للعديد من تطبيقات التشفير التي تستخدم الطوابع الزمنية. تعد الدقة المنخفضة لسمة التاريخ سببًا آخر لعدم اعتبار FAT32 نظام ملفات كامل من وجهة نظر الأمان. ومع ذلك ، يمكن استخدام نقاط ضعفها لأغراضك الخاصة. على سبيل المثال ، إذا قمت بنسخ أي ملفات من قسم NTFS إلى وحدة تخزين FAT32 ، فسيتم مسحها من جميع البيانات الوصفية ، بالإضافة إلى الأذونات الموروثة والمحددة بشكل خاص. فقط الدهون لا تدعمهم.

exFAT

بخلاف FAT12 / 16/32 ، تم تصميم exFAT خصيصًا لـ USB Flash وبطاقات الذاكرة الكبيرة (≥ 32 جيجا بايت). يزيل FAT الممتد العيب المذكور أعلاه لـ FAT32 - الكتابة فوق نفس القطاعات عند أي تغيير. كنظام 64 بت ، ليس له أي حدود ذات مغزى على حجم ملف واحد. من الناحية النظرية ، يمكن أن يصل طوله إلى 2 ^ 64 بايت (16 EB) ، ولن تظهر بطاقات بهذا الحجم قريبًا.

الاختلاف الرئيسي الآخر في exFAT هو دعمه لقوائم التحكم في الوصول (ACLs). هذا ليس نفس الشيء البسيط منذ التسعينيات ، لكن التنسيق المغلق يعيق تنفيذ exFAT. يتم تنفيذ دعم ExFAT بشكل كامل وقانوني فقط في Windows (بدءًا من XP SP2) و OS X (بدءًا من 10.6.5). في Linux و * BSD ، يتم دعمه إما بقيود أو غير قانوني بالكامل. تطلب Microsoft ترخيصًا لاستخدام exFAT ، وهناك العديد من النزاعات القانونية في هذا المجال.

Btrfs

مثال بارز آخر لأنظمة ملفات B-tree يسمى Btrfs. ظهر FS هذا في عام 2007 وتم إنشاؤه في الأصل في Oracle بهدف العمل مع SSD و RAID. على سبيل المثال ، يمكن تحجيمها ديناميكيًا: إنشاء inodes جديدة على النظام المباشر ، أو تقسيم وحدة التخزين إلى وحدات تخزين فرعية دون تخصيص مساحة خالية لها.

تتيح لك آلية النسخ عند الكتابة المطبقة في Btrfs والتكامل الكامل مع الوحدة النمطية Device mapper kernel إمكانية التقاط لقطات فورية تقريبًا عبر أجهزة الحظر الافتراضية. يعمل الضغط المسبق على البيانات (zlib أو lzo) وإلغاء البيانات المكررة على تسريع العمليات الأساسية مع إطالة عمر ذاكرة الفلاش. هذا ملحوظ بشكل خاص عند العمل مع قواعد البيانات (يتم الضغط بمقدار 2-4 مرات) والملفات الصغيرة (تتم كتابتها في كتل كبيرة منظمة ويمكن تخزينها مباشرة في "الأوراق").

يدعم Btrfs أيضًا تسجيل دفتر اليومية الكامل (البيانات والبيانات الوصفية) ، والتحقق من الحجم دون إلغاء التثبيت ، والعديد من الميزات الحديثة الأخرى. يتم نشر كود Btrfs بموجب ترخيص GPL. ظل نظام الملفات هذا مستقرًا على Linux منذ إصدار kernel 4.3.1.

سجلات الرحلات

تنتمي جميع أنظمة الملفات الحديثة تقريبًا (ext3 / ext4 و NTFS و HFSX و Btrfs وغيرها) إلى المجموعة العامة للأنظمة اليومية ، نظرًا لأنها تحتفظ بسجلات التغييرات التي تم إجراؤها في سجل منفصل (مجلة) وتحقق منها في حالة من الفشل أثناء عمليات القرص ... ومع ذلك ، يختلف مستوى الإسهاب والتسامح مع الخطأ في أنظمة الملفات هذه.

يدعم Ext3 ثلاثة أوضاع للتسجيل: الاسترجاع ، والتسلسل ، والتسجيل الكامل. يتضمن الوضع الأول تسجيل التغييرات العامة فقط (البيانات الوصفية) ، والتي يتم إجراؤها بشكل غير متزامن فيما يتعلق بالتغييرات في البيانات نفسها. في الوضع الثاني ، يتم إجراء نفس تسجيل البيانات الوصفية ، ولكن بدقة قبل إجراء أي تغييرات. الوضع الثالث يعادل التسجيل الكامل (التغييرات في كل من البيانات الوصفية والملفات نفسها).

يضمن الخيار الأخير فقط تكامل البيانات. يعمل الاثنان الآخران فقط على تسريع تحديد الأخطاء أثناء الفحص ويضمنان استعادة سلامة نظام الملفات نفسه ، ولكن ليس محتويات الملفات.

تسجيل NTFS مشابه لوضع التسجيل الثاني الخاص بـ ext3. يتم تسجيل التغييرات التي تم إجراؤها على البيانات الوصفية فقط في السجل ، وقد تُفقد البيانات نفسها في حالة حدوث فشل. لم يتم تصور طريقة تسجيل دفتر اليومية NTFS كطريقة لتحقيق أقصى قدر من الموثوقية ، ولكن فقط كمقايضة بين الأداء والتسامح مع الخطأ. هذا هو السبب في أن الأشخاص الذين اعتادوا على العمل مع أنظمة تسجيل يومية كاملة يعتبرون NTFS على أنها مجلات زائفة.

يعتبر نهج NTFS أفضل إلى حد ما من الأسلوب الافتراضي في ext3. في NTFS ، يتم أيضًا إنشاء نقاط التفتيش بشكل دوري لضمان اكتمال جميع عمليات القرص المعلقة مسبقًا. لا علاقة لنقاط التفتيش بنقاط الاستعادة في \ System Volume Infromation \. هذه مجرد إدخالات علوية في السجل.

تظهر الممارسة أن مثل هذا التسجيل الجزئي لـ NTFS في معظم الحالات يكفي لعملية خالية من المشاكل. بعد كل شيء ، حتى مع انقطاع التيار الكهربائي الحاد ، لا يتم إلغاء تنشيط أجهزة القرص على الفور. توفر وحدة إمداد الطاقة والمكثفات العديدة الموجودة في محركات الأقراص نفسها هذا الحد الأدنى من احتياطي الطاقة ، وهو ما يكفي لإكمال عملية الكتابة الحالية. محركات أقراص الحالة الثابتة الحديثة ، بسرعتها واقتصادها ، تكون نفس كمية الطاقة عادةً كافية لأداء العمليات المعلقة. ستؤدي محاولة التبديل إلى التسجيل الكامل إلى تقليل سرعة معظم العمليات عدة مرات.

نقوم بتوصيل أنظمة ملفات الطرف الثالث في Windows

يقتصر استخدام أنظمة الملفات على دعمها على مستوى نظام التشغيل. على سبيل المثال ، لا يفهم Windows ext2 / 3/4 و HFS + ، ولكن في بعض الأحيان تحتاج إلى استخدامها. يمكن القيام بذلك عن طريق إضافة برنامج التشغيل المناسب.

تحذير

معظم برامج التشغيل والمكونات الإضافية لدعم أنظمة الملفات التابعة لجهات خارجية لها حدودها ولا تعمل دائمًا بشكل مستقر. يمكن أن تتداخل مع برامج التشغيل الأخرى وبرامج مكافحة الفيروسات والافتراضية.

افتح برنامج التشغيل للقراءة والكتابة لأجزاء ext2 / 3 مع دعم جزئي ext4. يدعم أحدث إصدار نطاقات وأقسام تصل إلى 16 تيرابايت. LVM و ACLs والسمات الموسعة غير مدعومة.

هناك مكون إضافي مجاني لـ Total Commander. يدعم قراءة أقسام ext2 / 3/4.

coLinux هو مصدر مفتوح ومنفذ مجاني لنواة Linux. إلى جانب برنامج تشغيل 32 بت ، يتيح لك تشغيل Linux على Windows 2000 إلى 7 دون استخدام تقنيات المحاكاة الافتراضية. يدعم إصدارات 32 بت فقط. تم إلغاء تطوير تعديل 64 بت. يسمح coLinux ، من بين أمور أخرى ، بتنظيم الوصول من Windows إلى ext2 / 3/4 الأقسام. تم تعليق دعم المشروع في عام 2014.

قد يحتوي Windows 10 بالفعل على دعم أصلي لأنظمة الملفات الخاصة بـ Linux ، إنه مخفي فقط. تم اقتراح هذه الأفكار بواسطة برنامج التشغيل على مستوى kernel Lxcore.sys وخدمة LxssManager ، التي يتم تحميلها كمكتبة بواسطة عملية Svchost.exe. لمزيد من التفاصيل ، راجع حديث Alex Ionescu "The Linux Kernel Hidden Inside Windows 10" ، والذي قدمه في Black Hat 2016.

ExtFS لنظام التشغيل Windows هو برنامج تشغيل مدفوع تم إصداره بواسطة Paragon. يعمل على نظام التشغيل Windows 7 إلى 10 ، ويدعم الوصول للقراءة / الكتابة لمجلدات ext2 / 3/4. يوفر دعمًا شبه كامل لـ ext4 على نظام التشغيل Windows.

HFS + لنظام التشغيل Windows 10 هو برنامج تشغيل مملوك آخر من Paragon Software. على الرغم من الاسم ، إلا أنه يعمل في جميع إصدارات Windows بدءًا من XP. يوفر وصولاً كاملاً إلى أنظمة ملفات HFS + / HFSX على الأقراص التي تحتوي على أي قسم (MBR / GPT).

WinBtrfs هو تطوير مبكر لبرنامج تشغيل Btrfs لنظام التشغيل Windows. بالفعل في الإصدار 0.6 ، يدعم كلا من القراءة والكتابة لوحدات تخزين Btrfs. يمكنه التعامل مع الروابط الصلبة والرمزية ، ويدعم تدفقات البيانات البديلة ، و ACL ، ونوعين من الضغط ووضع القراءة / الكتابة غير المتزامن. حتى الآن لا يمكن لـ WinBtrfs استخدام mkfs.btrfs و btrfs-Balance والأدوات المساعدة الأخرى للحفاظ على نظام الملفات هذا.

إمكانيات وقيود نظام الملفات: Pivot Table

نظام الملفات	حجم الحجم Mac-si-mal-ny	حجم ما قبل del del لملف واحد	الطول حسب اسم الملف الخاص	طول اسم الملف الكامل (بما في ذلك المسار من الجذر)	عدد ما قبل حذف الملفات و / أو الكتالوجات	دقة تحديد تاريخ الملف / الكتالوج	حقوق دوس تو با	روابط صلبة	روابط خالية من سيم	لقطات	ضغط البيانات في الخلفية	تشفير البيانات في الخلفية	جد البيانات
FAT16	2 جيجا بايت في 512 بايت قطاعات أو 4 جيجا بايت في 64 كيلو بايت مجموعات	2 جيجا بايت	255 بايت مع LFN	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
FAT32	8 تيرابايت في قطاعات 2 كيلوبايت	4 جيجا بايت (2 ^ 32-1 بايت)	255 بايت مع LFN	ما يصل إلى 32 دليلًا فرعيًا مع CDS	65460	10 مللي ثانية (إنشاء) / 2 ثانية (تغيير)	رقم	رقم	رقم	رقم	رقم	رقم	رقم
exFAT	≈ 128 بيتابايت (2 ^ 32-1 مجموعات من 2 ^ 25-1 بايت) نظريًا / 512 تيرابايت بسبب قيود الجهات الخارجية	16 EB (2 ^ 64 - 1 بايت)			2796202 في الكتالوج	10 مللي ثانية	ACL	رقم	رقم	رقم	رقم	رقم	رقم
NTFS	256 تيرابايت في مجموعات 64 كيلوبايت أو 16 تيرابايت في مجموعات 4K	16 تيرابايت (Win 7) / 256 تيرابايت (Win 8)	255 حرفًا من أحرف Unicode (UTF-16)	32760 حرف Unicode ، لكن ليس أكثر من 255 حرفًا لكل عنصر	2^32-1	100 نانوثانية	ACL	نعم	نعم	نعم	نعم	نعم	نعم
HFS +	8 EB (2 ^ 63 بايت)	8 EB	255 حرفًا من أحرف Unicode (UTF-16)	لا تقتصر على حدة	2^32-1	1 ثانية	يونكس ، ACL	نعم	نعم	رقم	نعم	نعم	رقم
APFS	8 EB (2 ^ 63 بايت)	8 EB	255 حرفًا من أحرف Unicode (UTF-16)	لا تقتصر على حدة	2^63	1 نانوثانية	يونكس ، ACL	نعم	نعم	نعم	نعم	نعم	نعم
تحويلة 3	32 تيرابايت (نظري) / 16 تيرابايت في مجموعات 4K (بسبب قيود برامج e2fs)	2 تيرابايت (نظري) / 16 جيجا بايت للبرامج القديمة	255 حرفًا من أحرف Unicode (UTF-16)	لا تقتصر على حدة	-	1 ثانية	يونكس ، ACL	نعم	نعم	رقم	رقم	رقم	رقم
تحويلة 4	1 EB (نظري) / 16 تيرابايت في مجموعات 4K (بسبب قيود برامج e2fs)	16 تيرابايت	255 حرفًا من أحرف Unicode (UTF-16)	لا تقتصر على حدة	4 مليارات	1 نانوثانية	بوسيكس	نعم	نعم	رقم	رقم	نعم	رقم
F2FS	16 تيرابايت	3.94 تيرابايت	255 بايت	لا تقتصر على حدة	-	1 نانوثانية	POSIX ACL	نعم	نعم	رقم	رقم	نعم	رقم
BTRFS	16 EB (2 ^ 64 - 1 بايت)	16 إب	255 حرفًا من أحرف ASCII	2 ^ 17 بايت	-	1 نانوثانية	POSIX ACL	نعم	نعم	نعم	نعم	نعم	نعم

(2010) مع بعض الإضافات والإيضاحات.

يوميات

قبل الحديث عن أنظمة الملفات - دعنا نلقي نظرة سريعة على مفهوم " تسجيل«.

يومياتيتم استخدامه بشكل أو بآخر في جميع أنظمة الملفات الحديثة تقريبًا.

يتم استخدام التسجيل فقط لعمليات الكتابة على القرص ، وهو نوع من المخزن المؤقت لجميع هذه العمليات. يساعد هذا الأسلوب في حل المشكلات التي تظهر أثناء عملية الكتابة على القرص التي يتم فيها إيقاف تشغيل الكمبيوتر ، على سبيل المثال ، بسبب انقطاع التيار الكهربائي. بدون دفتر اليومية ، في مثل هذه الحالات ، من المستحيل معرفة الملفات التي تمت كتابتها وأي الملفات لم تتم كتابتها أو تمت كتابتها جزئيًا.

عند استخدام التسجيل ، تتم كتابة الملف أولاً في السجل (أو "السجل"). بعد ذلك يتم كتابة الملف على القرص الصلب ثم حذفه من السجل ، وبعد ذلك تعتبر عملية الكتابة مكتملة. إذا تم فصل الطاقة أثناء التسجيل ، فبعد تشغيل النظام ، يمكن لنظام الملفات التحقق من السجل والعثور على عمليات غير مكتملة.

أكبر مشكلة في استخدام التسجيل هي أنه يتطلب موارد نظام إضافية لاستخدامه. من أجل تقليل هذا الحمل ، لا تكتب أنظمة ملفات دفتر اليومية الملف بالكامل إلى المجلة ، ولكن فقط بيانات وصفية معينة.

أنظمة الملفات الإضافية

تحويلة

وسائل " وسعوا"(Extended) file system ، وكان أول نظام تم تصميمه خصيصًا لـ لينكس-نظم. هناك 4 أنظمة ملفات في المجموع اليوم. تحويلة... الأول هو ببساطة تحويلة- كان تحديثًا رئيسيًا لنظام التشغيل FS مينيكس.

صفات تحويلة:

• الحد الأقصى لحجم الملف: 2 جيجابايت ؛
• الحد الأقصى لحجم القسم: 2 جيجابايت ؛

المطور هو ، وظهر الإصدار الأول عام 1992.

لن نفكر في ذلك ، لأن على الأرجح لن تصادفه أبدًا.

تحويلة 2

- نظام ملفات غير مسجل ، صدر عام 1993 ، وكانت مهمته الرئيسية دعم الأجهزة التي يصل حجمها إلى 2 تيرابايت. لان في تحويلة 2لا يوجد دفتر يومية - يؤدي عددًا أقل من عمليات الكتابة على القرص ، مما يؤثر على الأداء ونطاقه.

صفات:

• الحد الأقصى لحجم الملف: 16 جيجابايت - 2 تيرابايت ؛
• الحد الأقصى لحجم القسم: 2 - 32 تيرابايت ؛
• الحد الأقصى لحجم الاسم هو 255 حرفًا.

• نظرًا لانخفاض عدد عمليات حذف الكتابة ، فهو مثالي لمحركات أقراص فلاش المختلفة ؛
• في نفس الوقت الحديث SSD- لقد حسنت الأقراص مؤشرات دورة حياتها (مقاومة التآكل لعناصر القيادة) وبعض الميزات الأخرى التي تحيد أوجه القصور تحويلة 2باعتباره FS غير مسجّل.

تحويلة 3

- ظهر في عام 2001 مع الإصدار نواة لينكس 2.4.15. في الحقيقة هو نفسه تحويلة 2ولكن مع دعم التسجيل. الغرض الرئيسي تحويلة 3كان هناك احتمال توافقه مع الإصدارات السابقة مع تحويلة 2دون الحاجة إلى إعادة تنسيق الأقسام. تشمل المزايا حقيقة أن معظم الاختبارات وإصلاحات الأخطاء وما إلى ذلك. إلى عن على تحويلة 3كان هو نفسه في تحويلة 2ماذا فعل تحويلة 3أكثر استقرارًا وأسرع FS.

صفات:

• الحد الأقصى لحجم الملف: 16 جيجابايت - 2 تيرابايت (حسب حجم الكتلة) ؛
• الحد الأقصى لحجم القسم: 2 - 32 تيرابايت (حسب حجم الكتلة) ؛

• مناسب إذا كنت تستخدم تحويلة 2، وتريد استخدام التسجيل ؛
• نظرًا لأدائه واستقراره ، فمن المحتمل أن يكون هو أنسب خوادم قواعد البيانات ؛
• ربما ليس الخيار الأفضل للخوادم. لا يدعم إنشاء لقطة ( صور) FS وصعوبات استرجاع الملفات المحذوفة.

تحويلة 4

- مثل تحويلة 3لديه التوافق مع الإصدارات السابقة من FS. في واقع الأمر ، يمكنك الصعود تحويلة 2أو تحويلة 3كيف تحويلة 4- وتحقيق إنتاجية أكبر في ظل ظروف معينة. يمكنك أيضًا التركيب تحويلة 4كيف تحويلة 3بدون أي آثار جانبية.

تحويلة 4- تم إصدار النسخة المستقرة في عام 2008. هو أول FS من "الأسرة" تحويلةباستخدام الآلية " ، مما يسمح بتجزئة أقل للملفات ويزيد من الأداء العام لنظام الملفات. الى جانب ذلك ، في تحويلة 4تم تنفيذ آلية الكتابة المتأخرة ( ) ، مما يقلل أيضًا من تجزئة القرص واستخدام وحدة المعالجة المركزية. من ناحية أخرى ، على الرغم من استخدام آلية الكتابة البطيئة في العديد من أنظمة الملفات ، نظرًا لتعقيد تنفيذها ، إلا أنها تزيد من احتمالية فقدان البيانات. انظر لمزيد من التفاصيل.

صفات:

• الحد الأقصى لحجم الملف: 16 تيرابايت ؛
• الحد الأقصى لحجم اسم الملف: 255 حرفًا.

• أفضل خيار لـ SSD;
• أفضل أداء مقارنة بالأداء السابق إتكس- الأنظمة.
• إنه أيضًا رائع كنظام ملفات لخوادم قواعد البيانات ، على الرغم من أن النظام نفسه أحدث تحويلة 3.

BtrFS

- من تطوير الشركة وحيفي 2007. مخططها مشابه ل ReiserFS، والمبدأ الرئيسي لعملها هو ما يسمى ب. ... BtrFSيسمح لك بتخصيص inodes ديناميكيًا ، وإنشاء لقطات من FS أثناء تشغيله ، وإجراء ضغط شفاف للملفات وإلغاء التجزئة في وضع التشغيل.

على الرغم من أن الإصدار المستقر BtrFSلم يتم تضمينها بعد في معظم التوزيعات لينكس(اعتبارًا من اليوم ، بناءً على المنشور - فقط سوسو أوراكل لينكس) - قد يحل محله تحويلة 3/4في المستقبل المنظور ويوفر بالفعل خيارات التحويل تحويلة 3/4في BtrFS... أيضا ، من الجدير بالذكر أن أحد المطورين تحويلة، قال ذلك " BtrFSخطوة نحو المستقبل ".

صفات:

• الحد الأقصى لحجم القسم: 16 EB ؛
• الحد الأقصى لحجم اسم الملف: 255 حرفًا.

• بسبب الأداء واللقطات والميزات الأخرى - BtrFSهو نظام ملفات ممتاز للخادم ؛
• وحييطور أيضًا بديلاً لـ NFSو CIFS، من اتصل CRFSوالذي تم تصميمه لتحسين الأداء لمخازن الملفات باستخدام BtrFS;
• أظهرت اختبارات الأداء تأخرًا BtrFSمن تحويلة 4على وسائط صلبة مثل SSDوللعمليات ذات الملفات الصغيرة نسبيًا:

ReizerFS

- تم تقديمه في عام 2001 ، وأدركت العديد من الاحتمالات التي لا يمكن تحقيقها أبدًا تحويلة*. في عام 2004 ليحل محل ReizerFSتم إطلاق سراح FS ريزر 4.

في نفس الوقت - التنمية ريزر 4يتقدم ببطء شديد ولا يزال لديه دعم محدود (؟) في النواة لينكس... حاليا فقط ReiserFS .

صفات:

• الحد الأقصى لحجم الملف: 1 EB () ؛
• الحد الأقصى لحجم القسم: 16 تيرابايت ؛
• الحد الأقصى لحجم اسم الملف: 4032 بايت ، لكن يقتصر على 255 حرفًا.

• أداء ممتاز عند العمل مع ملفات صغيرة مثل ملفات السجل وهو رائع لخوادم قواعد البيانات أو خوادم البريد ؛
• ReiserFSيفسح المجال جيدًا لزيادة حجم الحجم - لكنه لا يدعم تقليله وتشفيره على مستوى الخدمة الثابتة ؛
• مستقبل Reiser4لا يزال في السؤال وحتى الآن BtrFSيبقى الخيار المفضل (؟) بين هذين FS.

ZFS

- الجدير بالذكر هنا ، tk. تم تطويره أيضًا من قبل الشركة وحيولديه قدرات مشابهة لـ BtrFSو ReizerFS... كما أنها أصبحت مشهورة جدًا بعد الشركة تفاحنية استخدامه كنظام ملفات افتراضي. الإصدار الأول ZFSفي عام 2005.

بسبب قيود الترخيص - ZFSلا يمكن تضمينها في النواة لينكس، لكن دعمها ممكن بمساعدة الآلية لينكس (فتيل).

صفات:

• الحد الأقصى لحجم الملف: 16 EB () ؛
• الحد الأقصى لحجم القسم: 256 ZiB (Zebibyte) ؛
• الحد الأقصى لحجم اسم الملف: 255 بايت.

• يُظهر أداءً ممتازًا عند العمل مع صفيفات الأقراص الكبيرة ؛
• يدعم القدرة على دمج الأقراص في مصفوفات ، وإنشاء لقطات FS ، والعمل مع "عرض متعدد الطبقات" ( ) بيانات؛
• الصعوبات المحتملة عند محاولة التثبيت والاستخدام في لينكس- الأنظمة ، بسبب الحاجة إلى الاستخدام فتيل.

مبادلة، مقايضة

مبادلة، مقايضة- ليس نظام ملفات على الإطلاق. ملف أو قسم به مبادلة، مقايضةيستخدم -th بواسطة نظام الذاكرة الظاهرية kernel وليس له بنية نظام ملفات على الإطلاق. لا يمكنك تحميله وقراءة البيانات منه ، لأن مبادلة، مقايضةتستخدم حصريًا من قبل النواة لينكسلكتابة صفحات من الذاكرة وليس القرص. مستخدم - مبادلة، مقايضةيستخدم فقط عندما يفتقر نظام التشغيل إلى ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) الحرة و "مسح" جزء من البيانات من الذاكرة إلى مبادلة، مقايضةمن أجل إطلاق سراحها.