SYSTEMY OPERACYJNE WYKŁAD 5 OBSŁUGA PAMIĘCI MASOWYCH

Transkrypt

1 SYSTEMY OPERACYJNE WYKŁAD 5 OBSŁUGA PAMIĘCI MASOWYCH Marcin Tomana marcin@tomana.net

2 SKRÓT WYKŁADU Fizyczna obsługa dysków Metody zabezpieczania pamięci masowych Przegląd systemów plików w systemach Windows Mechanizmy obsługi systemów plików w systemach Unix

3 JAK ZBUDOWANE SĄ DYSKI? Tradycyjne dyski twarde Obracające się talerze z warstwą magnetyczną Podział na fizyczne sektory Nowoczesne rozwiązania to dyski SSD nośnikiem danych jest pamięć typu flash na razie bardzo drogie i mało efektywne

4 STANDARD ATA / SATA Rozwijany i opublikowany przez ANSI, T13, INCITS ATA / ATAPI fizyczny interfejs dysku ATA AT Attachment, ATAPI ATA Packet Interface Często nazywany IDE, EIDE SATA Serial ATA Nowy szybki szeregowy ATA - 7 żył (ATA-40) Prędkości: ATAPI-7 do 133MB/sek, SATA I - 170MB/ sek, SATA II - 350MB/sek

5 STANDARD SCSI / SAS Standard publikowany przez ANSI NCITS Technical Committee 10 (T Rozwiązanie drogie - stosowane głównie w serwerach Specjalny język obsługi komendy SCSI W SCSI fizyczny dysk może być na dowolnym interfejsie fizycznym (Fiber Channel, IEEE1394, ATA/ATAPI) SAS to aktualnie stosowana szeregowa magistrala Prędkości: SCSI - do 640MB/sek, SAS - do 750MB/sek

6 RAID 0 - STRIPPING Co gdy nadal pamięć masowa to wąskie gardło? Można składać systemy z wielu dysków Stripping to naprzemienny zapis na wielu dyskach Zalety: szybkość odczytu i zapisu Wady: mniejsze bezpieczeństwo danych

7 RAID 1 - MIRRORING Co gdy pamięć masowa jest bezcenna? Najprostsze zabezpieczenie to kopia! Mirroring to zapis kopii całego dysku na drugim Wady: wolniejszy zapis, strata przestrzeni Zalety: szybszy odczyt, bezpieczne dane na dysku

8 RAID 5 Strata przestrzeni na bezpieczeństwo tylko 1/n gdzie n to liczba dysków (zazwyczaj 3-5) Zalety: tańsze bezpieczeństwo niż w mirroringu

9 CO TO SYSTEM PLIKÓW? System plików to opis logicznej organizacji danych na partycji dysku

10 PODZIAŁ DYSKU NA PARTYCJE Dysk fizycznie może być podzielony na fragmenty partycje Tabela partycji definiuje położenie partycji wg fizycznych sektorów dysku Partycje dają możliwość przechowywania różnych systemów operacyjnych (z systemami plików) o różnych metodach bootowania Program instalacyjny systemu operacyjnego lub aplikacja zarządzania dyskiem lub polecenie fdisk

11 CO ZAWIERA SYSTEM PLIKÓW? Katalog główny Tabela alokacji plików File Allocation Table (często kopie) Pliki i katalogi (często z uprawnieniami) Linki Żurnal - log transakcyjny zmian Przegląd systemów plików:

12 CO TO TABELA ALOKACJI PLIKÓW? Pozwala na defragmentację plików Zawiera położenie kolejnych sektorów każdego pliku

13 SYSTEMY PLIKÓW W WINDOWS FAT16 - Standard dla win95, stosowany gdy na 1 partycji Win95/98 i WinNT - mało bezpieczny i niestabilny. FAT32 - Do większych przestrzeni, nadal mało bezpieczny i niestabilny. Nadal najbardziej kompatybilny. NTFS - Profesjonalny system plików dla Win NT, bezpieczny i stabilny, 64bitowa adresacja.

14 WIELKOŚĆ SEKTORA LOGICZNEGO Liczba sektorów jest ograniczona

15 SYSTEM PLIKÓW NTFS Wprowadzony w WinNT (zmiany w Win2000) Główne cechy to: wielkość partycji do 2TB (przy 4kB sektorze!), żurnaling Stabilność i spójność, uprawnienia do plików i katalogów, możliwość szyfrowania plików, kompresja plików, ograniczanie miejsca dla użytkowników, możliwość montowania dysku w katalogu.

16 NOWE SYSTEMY PLIKÓW WINDOWS WinFS Zapowiadana wielka rewolucja razem z Vistą Oparty na bazie danych i XML Wsparcie dla indeksacji plików ExFAT lub FAT64 Od Vista SP1 oraz Windows Embedden 6 Brak limitu wielkości plików 4GB jak w FAT32 Prawa jak w NTFS, lecz bez szyfrowania, kompresji Support tylko XP (z łatką), Vista, Win7 Zalety systemów FAT (szybkość + rozszerzenia z HPFS)

17 SYSTEMY PLIKÓW DLA UNIX Bardzo wiele różnych systemów plików Generalnie zgodność ze standardem POSIX (Portable Operating System Interface for Unix) Główne cechy systemów plików Unix: nazwy plików rozróżnianie małe/duże litery linki twarde wiele znaczników czasu (dostęp, modyfikacja) 1 struktura katalogów wiele różnych zamontowanych systemów plików standardowo dość proste uprawnienia

18 ZFS - PRZYKŁAD SYSTEMU PLIKÓW Jeden z najbardziej zaawansowanych systemów plików dla Solarisa (produkcji SUN) Wspieranie tzw. mass storage adresacja 128 bitowa! Ciągłe kontrolowanie integralności Automatyczne naprawianie Virtualne systemy plików i partycje Klonowanie danych i dynamiczny stripping Zmienna wielkość sektorów Istnieją również implementacje na BSD, Linux. Od Roku 2007 interesuje się nim również Apple, który w Mac OS X 10.5 teoretycznie już go obsługuje.

19 SYSTEMY PLIKÓW LINUX Ext2 bez żurnalingu, bardzo prosty Ext3 z żurnalingiem, dość powszechny i szybki system ReiserFS jeden z pierwszych z żurnalingiem na Linuxie, oparty na B-Tree szybsze wyszukiwanie XFS zaprojektowany przez Silicon Graphics, do tzw. 'mass storage', z możliwością gwarantowania transferu do pliku dla procesu

20 SYSTEMY PLIKÓW MAC OS X Oryginalny system Apple HFS (Lata 80- te) Spore ograniczenia pliki 2GB, wolumen 2TB, nazwy 31 znaków HFS Plus (HFS Extended) Ogromne wielkości plików i wolumenów Od 2002 z żurnalingiem Może być opcjonalnie 'case sensitive' Również stosowany w ipod, iphone

21 POLECENIA - SYSTEM UNIX Polecenie fdisk - zarządzanie tabelami partycji dysków Polecenia newfs, createfs i inne zakładania na partycji systemu plików Polecenie mount montowanie systemów plików Plik /etc/fstab (lub /etc/vfstab) tabela montowanych systemów plików Polecenie df przegląd zamontowanych systemów plików