2.6 Физическое размещение файловой системы

Каждый жесткий диск состоит из одной или нескольких логических частей, называемых разделами (partitions). Расположение и размер раздела определяются при форматировании диска. В UNIX разделы выступают в качестве независимых устройств, доступ к которым осуществляется как к различным носителям данных.

Каждый раздел может содержать в себе лишь одну файловую систему.

В общем случае, файловая система не может занимать несколько разделов. Для того чтобы создать единую файловую систему, занимающую несколько дисков или разделов диска, используется менеджер логических томов (LVM).

Каждая файловая система является независимой и содержит собственный корневой каталог, подкаталоги, файлы, а также ассоциированные с ними данные и метаданные. Файловое дерево, видимое пользователем, формируется из одной или нескольких файловых систем. В начале раздела находится загрузочная область, содержащая код, необходимый для начальной загрузки и инициализации ОС.

Несмотря на существующие различия между файловыми системами различного типа, состоят они из одинаковых компонент:

- Загрузочный блок зарезервированная область, которая находится в самом начале файловой системы. На первичном диске она содержит фрагмент кода, который загружает систему при запуске. На вторичных дисках он, скорее всего, будет пустым. Загрузочный блок есть в любой файловой системе независимо от того, используется он или нет.

- Суперблок (superblock). Содержит общую информацию о файловой системе.

- Массив индексных дескрипторов (ilist). Содержит метаданные файлов файловой системы.

- Блоки хранения данных. Данные обычных файлов и каталогов хранятся в блоках. Обработка файла осуществляется через индексный дескриптор, содержащий ссылки на блоки данных.

Суперблок

Суперблок содержит метаданные применительно к файловой системе. В каждой файловой системе имеется один суперблок, располагающийся в начале диска. Ядро считает данные из суепрблока при монтировании файловой системы и хранит их в памяти до тех пор, пока система не будет размонтирована. Суперблок содержит следующую информацию:

размер файловой системы в блоках;

размер списка индексных дескрипторов в блоках;

количество свободных блоков и индексных дескрипторов;

список свободных блоков;

список сводных индексных дескрипторов.

Индексные дескрипторы

Индексный дескриптор содержит информацию о расположении данных файла. Поскольку дисковые блоки хранения данных, в общем случае, располагаются не последовательно, индексный дескриптор должен хранить физические адреса всех блоков, принадлежащих данному файлу.

Каждый файл ассоциирован с одним индексным дескриптором, хотя может иметь несколько имен (жестких связей) в файловой системе, каждое из которых указывает на один и тот же индексный дескриптор.

Индексный дескриптор не содержит:

• имени файла, которое содержится в блоках хранения данных каталога;

• содержимого файла, которое размещено в блоках хранения данных.

Индексный дескриптор содержит:

• номер;

• тип файла;

• права доступа к файлу;

• количество связей (ссылок на файл в каталогах) файла;

• идентификатор пользователя и группы-владельца;

• размер файла в байтах;

• статистика: поля, характеризующие дату и время создания и т.п.

• указатели на блоки данных;

Размер индексного дескриптора обычно составляет 128 байтов.