10.chap10 file systemsimlementation

-1-Baøi giaûng moân heä ñieàu haønh Vuõ Leâ Huøng Khoa CNTT – ÑHBK TP. HCM

CHÖÔNG 10: HIEÄN THÖÏCHEÄ THOÁNG FILE

Caáu truùc ñóa cöùngCaáu truùc heä thoáng fileHieän thöïc caáu truùc thö muïcCô cheá caáp phaùt vuøng löu tröõ

Caáp lieân tuïc, theo lieân keát, theo chæ soá

Heä thoáng file cuûa UNIXQuaûn lyù vuøng troángÑoä hieäu quaû/ hieäu suaát heä

thoáng fileSao löu vaø phuïc hoài döõ lieäuBaøi taäp


Heä ñieàu haønh xem ñóa cöùng nhö moät chuoãi caùc block lieân tieáp vôùi kích thöôùc coá ñònh.

CAÁU TRUÙC ÑÓA CÖÙNG


CAÁU TRUÙC HEÄ THOÁNG FILE

Toå chöùc theo phaân lôùp

File Control Block (FCB)– Naèm treân ñóa cöùng, chöùa

Thoâng tin baûo maät file Thoâng tin nôi löu tröõ file

Virual File System (VFS)– Cung caáp API chung ñeû truy

xuaát nhieàu loaïi heä thoáng file khaùc nhau

Caáu truùc thö muïc – Duøng danh saùch lieân keát– Duøng baûng baêm


MINH HOÏA CAÁU TRUÙC HEÄ THOÁNG FILE


CAÁP PHAÙT VUØNG LÖU TRÖÕ LIEÂN TUÏC

(Contiguous Allocation)`

File goàm n block lieân tuïc Thoâng tin caáp phaùt:

– Chæ soá block ñaàu, soá block caáp

Nhaän xeùt öu, nhöôïc ñieåm.

Khaéc phuïc?


CAÁP PHAÙT VUØNG LÖU TRÖÕ THEO LIEÂN KEÁT (Linked

Allocation)

File laø danh saùch lieân keát cuûa caùc block raûi raùc

Hieän thöïc? Nhaän xeùt?


FILE ALLOCATION TABLE (FAT)

Hieän thöïc? Nhaän xeùt?


CAÁP PHAÙT VUØNG LÖU TRÖÕ THEO

CHÆ SOÁ (Indexed Allocation)

Duøng baûng caùc chæ soá ñeå löu caùc con troû ñeán caùc block döõ lieäu cuûa file

Nhaän xeùt?


LÖU TRÖÕ BAÛNG CHÆ SOÁ CUÛA FILE

Löu lieân tuïc– Baûng chæ soá löu trong 1 block cuûa ñóa

Löu theo kieåu lieân keát– Baûng chæ soá löu trong n block cuûa ñóa

noái vôùi nhau baèng danh saùch lieân keát

Löu baèng baûng chæ soá ña caáp– Duøng baûng chæ soá khaùc ñeå löu caùc

con troû ñeán caùc index block cuûa file Söû duïng cô cheá keát hôïp


HEÄ THOÁNG FILE CUÛA UNIX

Ñóa cöùng chia thaønh nhieàu block– Boot block– Super block– Caùc block chöùa danh saùch caùc i-node– Caùc block döõ lieäu

Thoâng tin löu trong 1 i-node– Mode truy caäp– Owner UID– Soá link troû tôùi file– Thoâng tin veà thôøi ñieåm truy caäp , taïo file…– Kích thöôùc file– Daõy caùc ñòa chæ khoái chöùa döõ lieäu– …


CAÁU TRUÙC I-NODE CUÛA BSD UNIX

Nhaän xeùt?


I-NODE CUÛA THÖ MUÏC

Thö muïc /home

Chæ soá

i-node

Teân file / thö muïc

con

10 .

2 ..

15 hung

20 Os01

21 Os02

Thö muïc /

Chæ soá

i-node

Teân file / thö muïc

con

2 .

2 ..

5 etc

10 home

12 usr


QUAÛN LYÙ VUØNG TROÁNG (1/2)

Duøng bit vector: N bit quaûn lyù N block data– Bít =0 : block ñaõ caáp– Bit=1: block coøn troáng

Duøng danh saùch lieân keát caùc block troáng

Nhoùm caùc block troáng (Grouping)– Chöùa ñòa chæ N block trong 1 block troáng ñaàu tieân– N-1 ñòa chæ ñaàu troû ñeán caùc block troáng thöïc söï– Ñòa chæ cuoái troû ñeán block chöùa N ñòa chæ block

troáng khaùc Ñeám khoaûng troáng (Counting)

– Moãi block troáng löu tröõ soá khoaûng troáng lieân tuïc tieáp theo noù & ñòa chæ block troáng khoâng keâ tieáp.


QUAÛN LYÙ VUØNG TROÁNG (2/2)

P/p grouping Block 2: 3,4, 5,10 Block 10: 11, 13,14,15 Block 15: 18,-,-,-

P/p counting Block 2: 3, 5 Block 5: 0,10 Block 10: 1, 13 Block 13: 2, 18`

1 432

5 876

9 121110

13 161514

17 20191817

18 Vuøng troángVuøng ñaõ caáp

phaùt17


ÑOÄ HIEÄU QUAÛ/ HIEÄU SUAÁTÛ

CUÛA HEÄ THOÁNG FILE Ñoä hieäu quaû heä thoáng file phuï

thuoäc– Caùch caáp phaùt ñóa, caùc giaûi thuaät treân

thö muïc– Loaïi döõ lieäu trong muïc cuûa baûng thö muïc

Taêng hieäu suaát heä thoáng file– Disk cache– Page cache– Free-behind & read-ahead– Virtual Disk/ RAM disk– Parallel I/O


SAO LÖU VAØ PHUÏC HOÀI DÖÕ LIEÄU

Kieåm tra söï nhaát quaùn cuûa döõ lieäu– So saùnh thoâng tin treân block ñóa vaø trong thö

muïc– Söû duïng caùc tieän ích: ndd, fsck, scandisk,…

Sao löu (backup) döõ lieäu sang thieát bò löu tröõ khaùc– Sao löu toaøn phaàn (normal backup)– Sao löu taêng daàn (incremental backup)

Phuïc hoài (restore) döõ lieäu töø thieát bò sao löu – Khi coù hoûng hoùc heä thoáng– Khi caàn phuïc hoài heä thoáng veà traïng thaùi cuõ

Heä thoáng file coù ghi log (Log Structured File System)


RAID (Redundant Array of Inexpensive Disks)

Taäp hôïp caùc ñóa cöùng ñöôïc heä ñieàu haønh xem nhö moät thieát bò löu truõ luaän

Döõ lieäu ñöôïc phaân boá treân taát caû caùc ñóa

Caùc muïc tieâu chính– Taêng dung löôïng löu tröõ– Taêng hieäu suaát I/O– Taêng tính saün saøng cao– Taêng khaû naêng phuïc hoài heä thoáng

Caùc loaïi RAID– RAID 0 RAID 10 (phoå bieán RAID 0, 1, 3, 5)– Software RAID/ Hardware RAID


RAID-0

Döõ lieäu löu tröõ traûi ñeàu treân caùc ñóa Taêng khoâng gian löu tröõ Taêng hieäu suaát heä thoáng Tính saün saøng cuûa döõ lieäu thaáp


RAID-1

Nhaân baûn döõ lieäu treân caùc ñóa taùch bieät Tính saün saøng & toác ñoä ñoïc döõ lieäu raát cao Yeâu caàu dung löôïng ñóa gaáp ñoâi Toác ñoä ghi chaäm hôn


RAID-3

Löu döõ lieäu traûi ñeàu treân caùc ñóa Söû duïng moät ñóa löu thoâng tin kieåm

tra döõ lieäu Tính saün saøng cao, chi phí hôïp lyù Hieäu suaát I/O thaáp


RAID-5

Döõ lieäu, thoâng tin kieåm tra ñöôïc löu traûi ñeàu treân caùc ñóa

Tính saün saøng döõ lieäu trung bình, chi phí hôïp lyù Toác ñoä ghi thaáp Yeâu caàu phaàn cöùng ñaëc bieät


BAØI TAÄP

1. So saùnh thôøi gian caùc leänh copy, move, delete trong taát caû caùc tröôøng hôïp coù theå coù.

2. Taïi sao trong UNIX khoâng coù system call detete(…) ñeå xoaù file maø chæ coù system call unlink(…) ñeå xoaù moät link ñeán file?

3. Ñóa coù N block, duøng p/p grouping (4 block) ñeå quaûn lyù vuøng troáng. Tính thôøi gian trung bình ñeå tìm ñöôïc n khoái troáng vaø caáp phaùt cho file.

10.chap10 file systemsimlementation

Documents