Failisüsteem

Sissejuhatus

Failisüsteem on viis arvutis andmefailide haldamiseks ja talletamiseks. Failisüsteemid asuvad tihti otse mõne mäluseadme peal, näiteks nagu kõvaketas või CD-ROM, kuid on ka failisüsteeme, mille andmeid ei hoita kohalikus arvutis, näiteks võrgufailisüsteemid NFS ning SMB. Lisaks sellele eksisteerivad ka täiesti virtuaalsed failisüsteemid, mille sisu genereeritakse konkreetsel kujul ainult hetkel, mil sealt andmeid loetakse — näiteks Linuxi /proc failisüsteem. Tänapäeval on laialtkasutatavad hierarhilise ülesehitusega failisüsteemid.Failisüsteem määrab ära ka failinimede kohta kehtivad reeglid. Need reeglid näevad ette, kui pikk tohib failinimi olla, milliseid tähemärke selles tohib kasutada ja kui pikk tohib olla failinime laiend. Failisüsteemist sõltub ka see, kuidas tuleb vormindada rada faili leidmiseks kataloogistruktuurist.

Levinud failisüsteemid:

FAT (Windows)
FAT32 (Windowsi varasemates versioonides)
NTFS (alates Windows NT)
EXT2 (Unix-tüüpi alguses)
EXT3 (Unix-tüüpi)
EXT4 (Unix-tüüpi)
ReiserFS (Unix-tüüpi)
UFS (Unix-tüüpi)
HFS (Mac)

Failipaigutustabel

Failipaigutustabeliks nimetatakse tabelit, mida opsüsteem hoiab kõvakettal selleks ettenähtud kaitstud piirkonnas ja kus kirjeldatakse failide füüsilist paigutust kõvakettal. Kettale salvestamisel jagatakse fail ühesuurusteks klastriteks ja need kirjutatakse kettale vabadesse kohtadesse, mis ei pruugi paikneda kõrvuti. Seega peavad failipaigutustabelis olema kirjeldatud faili kõigi klastrite asukohad, et faili saaks lugemisel tervikuks kokku panna. Klastri suurus on harilikult 2048 baiti, 4096 baiti või 8192 baiti. Veel suuremate klastrite kasutamine poleks enam mõistlik, sest sageli on kogu fail väiksem kui üks klaster ning osa kettaruumi jääb siis lihtsalt kasutamata

Windowsi failisüsteemid

DOS ja Windows’i vanemad versioonid kuni Windows 95 OSR2 (OEM Release 2) kasutasid failipaigutustabelis 16-bitiseid kandeid (FAT16), mis piiras kõvaketta suuruse ära 128 megabaidiga (2048-baidiste klastrite puhul). 16-bitiste aadressidega failipaigutustabelit võib kasutada ka kuni 512 MB ketaste juures, kui võtta klastri suuruseks 8192 baiti, kuid sel juhul jääb juba märgatav osa kettaruumist kasutamata. DOS 5.0 ja hilisemad versioonid toetavad 16-bitiste FAT16 failisüsteemi 2 gigabaidistel kõvaketastel, kuid ketas on siis tarkvaraliselt jagatud nelja eraldi ossa ja igal osal on oma failipaigutustabel.

Windows 95 OSR2 juures võeti esmakordselt kasutusele 32-bitise adresseerimisega failipaigutustabel FAT32, mis toetab terabaitidesse ulatuva mahuga kõvakettaid. FAT32 on kasutusel ka kõigi hilisemate Windows’i versioonide juures.

On kujunenud nii, et kui kirjutatakse lihtsalt FAT, siis peetakse silmas FAT16 ning kui räägitakse failisüsteemist FAT32, siis ka nii kirjutatakse

Failisüsteem peab olema Kergelt taastatav  Osa faile saaks hoida võrgus  Kasutajate failid oleks eraldi  Lokaalselt installeeritavad programmid oleks eristatavad süsteemi tootja omadest Unix laadsetes on kahte tüüpi linke  Hard Link e otselink

failisüsteem Opsüsteemi osa või lisaprogramm, mis toetab failisüsteemi. Näit. opsüsteemi MS Windows eri versioonide puhul on kasutusel kas FAT või NTFS, lisaprogrammid on näit. NFS (Network File System) ja Andrew File System (AFS). Termin "failisüsteem" selle mõttes on sama, mis failipaigutustabel, st selle all mõeldakse mitte puukujulise struktuurina organiseeritud faile endid, vaid seda struktuuri kirjeldavat failipaigutustabelit

2. laiendatud failisüsteem ext2 on Linux’i kerneli failisüsteem, failisüsteemi ext järglane aastast 1993. ext2 oli kuni ext3 kasutuselevõtuni standardseks failisüsteemiks selliste opsüsteemide juures nagu Red Hat Linux, Fedora Core ja Debian Linux’i distrod. Lisaks Linux’ile saab seda kasutada ka koos opsüsteemidega BSD, MS Windows (läbi IFS’i) ja Mac OS X.

ext2 lubab faili maksimaalseks suuruseks 2 TiB, failinime maksimaalseks pikkuseks kuni 255 tähemärki, failide arvuks kuni 1018 ja salvesti suuruseks kuni 16 TiB 3. laiendatud failisüsteem Linux’i failisüsteem aastast 1999, mis võeti esmakordselt kasutusele kernelis 2.4.15. ext3 erineb oma eelkäijast ext2 peamiselt selle poolest, et siin kasutatakse failisüsteemi muudatuste tegemisel päevikut. Lisaks sellele on siin üle mitme ploki ulatuvate kataloogide tarvis kasutusel puukujulised kataloogiindeksid ja failisüsteem on võimeline kasvama töö käigus. ext3 on ühilduv failisüsteemiga ext2 ning kui andmed on kõvakettal failistüsteemis ext2, siis üleminekul failisüsteemile ext3 puudub vajadus teha andmetest varukoopiat 4. laiendatud failisüsteem Linux’i failisüsteem aastast 2006, mis võeti esmakordselt kasutusele kerneli 2.6.19 juures. On tahapoole ühilduv oma eelkäijaga ext3 ning erineb viimasest peamiselt selle poolest, et toetab suuremaid mälumahte (kuni 1024 petabaiti) ning failide salvestamisel on võimalik kasutada ekstente

4. Failisüsteem Failisüsteem on viis arvutis andmefailide haldamiseks ja talletamiseks. Failisüsteemid asuvad tihti otse mõne mäluseadme peal, näiteks nagu kõvaketas või CD-ROM, kuid on ka failisüsteeme, mille andmeid ei hoita kohalikus arvutis, näiteks võrgufailisüsteemid NFS ning SMB. Lisaks sellele eksisteerivad ka täiesti virtuaalsed failisüsteemid, mille sisu genereeritakse konkreetsel kujul ainult hetkel, mil sealt andmeid loetakse — näiteks Linuxi /proc failisüsteem.

➔ Viit andmetele ➔ Iga viit on võrdväärne ➔ Saab teha vaid ühe failisüsteemi piires  Symbolic Link e nimelink ➔ Viit nimele ➔ Võib viidata teises failisüsteemis asuvale failile Probleemid ■ Serveri uuendamisel  Installeeritakse uus server vana kõrvale ➔ Kopeerida ei saa (uus raud on teistsugune ja ka OS võib uueneda) ➔ Ümber tõstetakse programmide konfiguratsioon  Migreeritakse kasutajate andmed ■ On vaja täpselt teada:  Mida on vaja vanast uude kopeerida  Mida on vaja uuele serverile installeerida ■ Masina taastamine  Kui masina raud hävib ja samale rauale varukoopiast taastada ei saa... ➔ Installeerime uue masina ➔ Paigaldame tarkvara ➔ Konfigureerime tarkvara ➔ Taastame andmed ■ Seega on vaja täpselt teada, mida paigaldada ja mida taastada

5. Failisüsteemi hierarhia Tänapäeval on laialtkasutatavad failisüsteemid hierarhilise (nö. puukujulise) ülesehitusega, koosnedes üksteise sees asetsevatest kataloogidest, ning kataloogides asuvatest failidest. Väga tähtis on kõikide kataloogide juureks olev / kataloog. See kataloog on esimene, mis ühendatakse külge alglaadimise ajal ja see sisaldab alglaadimiseks vajalikku baassüsteemi. Juurkataloog sisaldab ka külgeühendamise kohti kõigi teiste failisüsteemide jaoks, mille lisamise vajadus sul tekkida võib.

Külgeühendamise koht (mount point) on kataloog, kus saab teisi failisüsteeme juurfailisüsteemile külge sulatada. Standardseteks ühendamise kohtadeks on näiteks /usr, /var,/mnt ja /cdrom. /etc/fstab on tabel erinevatest failisüsteemidest ja külgeühendamise kohtadest, seda faili kasutab süsteem ühendamisalase info allikana. Enamik failisüsteeme /etc/fstab-failis ühendatakse automaatselt külge juba alglaadimise ajal skripti rc(8) poolt, seda juhul kui nad ei sisalda valikut noauto.

6. Ketad ja partitsioonid (kettajaod) Ketta struktuur ■ Rada ■ Silinder ■ Sektor ■ Pea ■ Silinder, pea, sektor CHS (silinder,head,sector) ■ LBA Lineaarne bloki aadress  Igal blokil oma aadress Kõvaketta parameetrid ■ Maht  1GB ja 1GiB  Kõvaketta tootjad kasutavad GB=1000MB  Tehniliselt on neil õigus ■ Radade/Silindrite/Peade arv ja sektori suurus ■ Kiirus  pöörlemiskiirus [pööret minutis] e rpm  Lugemiskiirus ➔ järjest lugemisel ➔ juhusliku bloki lugemisel  kosteaeg e latency Kettajagu ehk partitsioon ■ Tavaliselt jaotatakse kõvakettad erinevateks kettajagudeks ■ Jaotustabel kirjutatakse ketta algusesse  rada 0  silinder 0  sektor 0 ■ Vanasti arvati, et piisab kuni neljast kettajaost  primaarne kettajagu e primary partition ■ Laiendatud kettajagu e extended partition  Loob võimaluse luua kõvakettale rohkem, kui neli partitsiooni  Loogiline kettajagu asub laiendatud kettajaos ■ Kõvakettal võib olla üks laiendatud kettajagu Fdiskis saab: ■ p kuvab partitsioonitabeli (print) ■ n loob uue partitsiooni (new) ■ d kustutab partitsiooni (delete) ■ q väljub ilma tabelit muutmata (quit) ■ w kirjutab tabeli kettale (write) 1) Kettajaod 2) Failisüsteem 3) Ühendamine 4) Partitsioonide taastamine