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Linux日志文件体系及功能剖析(组图)

日志文件系统可以在系统发生断电或者其它系统故障时保证整体数据的完整性,Linux是目前支持日志文件系统最多的操作系统之一,本文重点研究了Linux

日志文件体系能够在体系发生断电或许其它体系毛病时保证全体数据的完整性,Linux是现在支撑日志文件体系最多的操作体系之一,本文要点研讨了Linux常用的日志文件体系:EXT3、ReiserFS、XFS和JFS日志技能,并选用规范的测验东西PostMark和 Bonnie++对它们进行了测验,给出了具体的功用剖析,对Linux服务器运用具有重要的参考价值。

一、概述

所谓日志文件体系是在传统文件体系的基础上,参加文件体系更改的日志记载,它的规划思维是:盯梢记载文件体系的改动,并将改动内容记载入日志。日志文件体系在磁盘分区中保存有日志记载,写操作首要是对记载文件进行操作,若整个写操作因为某种原因(如体系掉电)而中止,体系重启时,会依据日志记载来康复中止前的写操作。在日志文件体系中,一切的文件体系的改动都被记载到日志,每隔必定时刻,文件体系会将更新后的元数据及文件内容写入磁盘。在对元数据做任何改动曾经,文件体系驱动程序会向日志中写入一个条目,这个条目描绘了它即将做些什么,然后它修正元数据。现在Linux的日志文件体系首要有:在Ext2基础上开发的Ext3,依据面向目标思维规划的ReiserFS,由SGI IRIX体系移植过来的XFS,由IBM AIX体系移植过来的JFS,其间EXT3彻底兼容EXT2,其磁盘结构和EXT2彻底相同,只是参加日志技能;然后三种文件体系广泛运用了B树以进步文件体系的功率。

二、Ext3

Ext3 文件体系是直接从Ext2文件体系开展而来,现在Ext3文件体系现已十分安稳牢靠,它彻底兼容Ext2文件体系,用户能够滑润地过渡到一个日志功用健全的文件体系。Ext3日志文件体系的思维便是对文件体系进行的任何高档修正都分两步进行。首要,把待写块的一个副本存放在日志中;其次,当发往日志的 I/O 数据传送完结时(即数据提交到日志),块就写入文件体系。当发往文件体系的I/O 数据传送停止时(即数据提交给文件体系),日志中的块副本就被丢掉。

2.1 Ext3日志形式

Ext3既能够只对元数据做日志,也能够一起对文件数据块做日志。具体来说,Ext3供给以下三种日志形式:

日志(Journal )

文件体系一切数据和元数据的改动都记入日志。这种形式削减了丢掉每个文件所作修正的时机,可是它需求许多额定的磁盘拜访。例如,当一个新文件被创立时,它的一切数据块都有必要仿制一份作为日志记载。这是最安全和最慢的Ext3日志形式。

预订(Ordered )

只要对文件体系元数据的改动才记入日志。可是,Ext3文件体系把元数据和相关的数据块进行分组,以便把元数据写入磁盘之前写入数据块。这样,就能够削减文件内数据损坏的时机;例如,保证增大文件的任何写拜访都彻底受日志的维护。这是缺省的Ext3 日志形式。

写回(Writeback )

只要对文件体系元数据的改动才记入日志;这是在其他日志文件体系发现的办法,也是最快的形式。

2.2 日志块设备(JBD)

Ext3 文件体系自身不处理日志,而是运用日志块设备(Journaling Block Device)或叫JBD 的通用内核层。Ext3文件体系调用JDB例程以保证在体系假如呈现毛病时它的后续操作不会损坏磁盘数据结构。Ext3 与JDB 之间的交互本质上依据三个根本单元:日志记载,原子操作和业务。

日志记载本质上是文件体系即将宣布的初级操作的描绘。在某些日志文件体系中,日志记载只包含操作所修正的字节规模及字节在文件体系中的开始方位。可是,JDB 层运用的日志记载由初级操作所修正的整个缓冲区组成。这种办法或许糟蹋许多日志空间(例如,当初级操作只是改动位图的一个位时),可是,它仍是适当快的,因为JBD 层直接对缓冲区和缓冲区首部进行操作。

修正文件体系的任一体系调用都一般划分为操作磁盘数据结构的一系列初级操作。假如这些初级操作还没有悉数完结体系就意外宕机,就会损坏磁盘数据。为了避免数据损坏,Ext3文件体系有必要保证每个体系调用以原子的办法进行处理。原子操作是对磁盘数据结构的一组初级操作,这组初级操作对应一个独自的高档操作。

出于功率的原因,JBD 层对日志的处理选用分组的办法,即把归于几个原子操作处理的日志记载分组放在一个独自的业务中。此外,与一个处理相关的一切日志记载都有必要包含在同一个业务中。一个业务的一切日志记载都存放在日志的接连块中。JBD层把每个业务作为全体来处理。例如,只要当包含在一个业务的日志记载中的一切数据提交给文件体系时才收回该业务所运用的块。

三、ReiserFS

ReiserFS 是一个十分优异的文件体系,其开发者十分有气魄,整个文件体系彻底是从头规划的。现在,ReiserFS可轻松办理上百G的文件体系,这在企业级运用中十分重要。ReiserFS 是依据面向目标的思维规划的,由语义层(semantic layer)和存储层(storage layer)组成。语义层首要是对目标命名空间的办理及目标接口的界说,以确认目标的功用。存储层首要是对磁盘空间的办理。语义层与存储层是经过键(key)联络的。语义层经过对目标名进行解析生成键,存储层经过键找到目标在磁盘上存储空间,键值是大局仅有的。

3.1 语义层首要接口

1) 文件接口 每个文件具有一个接口ID,此ID标识一个办法集,此办法集包含拜访ReiserFS 文件的一切接口。

2) 特点接口 ReiserFS完成了一种新接口,把文件的每一种特点作为一个文件,特点的值便是此文件的内容,以完成对文件特点的目录式拜访。

3) hash接口 目录是文件名到文件的映射表,ReiserFS是经过B+树来完成这张映射表。因为文件名是变长的,并且有时文件名会很长,所以文件名不适合作为键值,故引入了Hash函数来发生键值。

4) 安全接口 安全接口处理一切的安全性查看,一般是由文件接口触发的。下面以读文件为例:文件接口的read 办法在读入文件数据之前会调用安全接口的read chech 办法来来进行安全性查看,然后者又会调用特点文件的read办法把文件特点读入以便查看。

5) 项(Item)接口 项接口首要是一些对项进行平衡处理的办法,包含:项的拆分,项的评价,项的覆写,项的追加,项的删去,刺进及查找。

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