Внешние ссылки [ править ]
- Официальный веб-сайт
- Разработайте свою собственную файловую систему с помощью FUSE от Sumit Singh
- Список файловых систем FUSE
- Documentation / filesystems / fuse.txt документация в дереве исходных текстов Linux
- WinFSP , FUSE-подобная система для Windows (для Cygwin предусмотрен уровень совместимости FUSE)
- Crossmeta FUSE , порт FUSE для Windows (коммерческое программное обеспечение)
| vтеФайловые системы | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
|
||||||||
| Диск |
|
|||||||
| NAS |
|
|||||||
| Специализированный |
|
|||||||
| Типы |
|
|||||||
| Функции |
|
|||||||
| Интерфейсы |
|
|||||||
| Списки |
|
Практический пример использования файловых систем
Владельцы мобильных гаджетов для хранения большого объема информации используют дополнительные твердотельные накопители microSD (HC), по умолчанию отформатированные в стандарте FAT32. Это является основным препятствием для установки на них приложений и переноса данных из внутренней памяти. Чтобы решить эту проблему, необходимо создать на карточке раздел с ext3 или ext4. На него можно перенести все файловые атрибуты (включая владельца и права доступа), чтобы любое приложение могло работать так, словно запустилось из внутренней памяти.
Операционная система Windows не умеет делать на флешках больше одного раздела. С этой задачей легко справится Linux, который можно запустить, например, в виртуальной среде. Второй вариант — использование специальной утилиты для работы с логической разметкой, такой как MiniTool Partition Wizard Free. Обнаружив на карточке дополнительный первичный раздел с ext3/ext4, приложение Андроид Link2SD и аналогичные ему предложат куда больше вариантов.
Флешки и карты памяти быстро умирают как раз из-за того, что любое изменение в FAT32 вызывает перезапись одних и тех же секторов. Гораздо лучше использовать на флеш-картах NTFS с ее устойчивой к сбоям таблицей $MFT. Небольшие файлы могут храниться прямо в главной файловой таблице, а расширения и копии записываются в разные области флеш-памяти. Благодаря индексации на NTFS поиск выполняется быстрее. Аналогичных примеров оптимизации работы с различными накопителями за счет правильного использования возможностей файловых систем существует множество.
Надеюсь, краткий обзор основных ФС поможет решить практические задачи в части правильного выбора и настройки ваших компьютерных устройств в повседневной практике.
Создание файловой системы
Файловые системы обычно создаются на разделе, внутри логических контейнеров, таких как LVM, RAID и dm-crypt, или в обычном файле (смотрите w:Loop device). В этом разделе описывается случай раздела.
Важно:
- После создания новой файловой системы данные, ранее сохраненные на этом разделе, вряд ли можно будет восстановить. Создайте резервную копию любых данных, которые вы хотите сохранить.
- Цель данного раздела может ограничить выбор файловой системы. Например, системный раздел EFI должен содержать файловую систему FAT32 (), а файловая система, содержащая каталог , должна поддерживаться с помощью загрузчика.
Прежде чем продолжить, определите устройство, в котором будет создана файловая система, и независимо от того, монтируется ли она. Например:
$ lsblk -f
NAME FSTYPE LABEL UUID MOUNTPOINT sda ├─sda1 C4DA-2C4D ├─sda2 ext4 5b1564b2-2e2c-452c-bcfa-d1f572ae99f2 /mnt └─sda3 56adc99b-a61e-46af-aab7-a6d07e504652
Перед продолжением необходимо файловые системы. В приведенном выше примере существующая файловая система находится на и монтируется в . Он будет размонтирован командой:
# umount /dev/sda2
Чтобы найти только смонтированные файловые системы, смотрите .
Чтобы создать новую файловую систему, используйте . Смотрите для точного типа, а также утилиты пользовательского пространства, которые вы, возможно, захотите установить для конкретной файловой системы.
Например, чтобы создать новую файловую систему типа ext4 (обычно для разделов данных Linux) на , запустите:
# mkfs.ext4 /dev/sda1
Совет:
- Используйте флаг mkfs.ext4, чтобы указать . e2label можно использовать для изменения метки в существующей файловой системе.
- Файловые системы могут быть изменены после создания с определенными ограничениями. Например, размер файловой системы XFS может быть увеличен, но он не может быть уменьшен. Для получения допольнительной информации смотрите и соответствующую документацию файловой системы.
Новая файловая система теперь может быть смонтирована в выбранный каталог.
FAQ
Как я могу демонтировать файловую систему?
FUSE может быть демонтирована либо:
umount mountpoint
либо
fusermount -u mountpoint
В более поздних версиях не нужны корневые права доступа, если файловая система была установлена пользователем, делающим размонтирование.
Почему система называется FUSE? Есть эмулятор ZX Spectrum под таким же названием Fuse.
Во время крещения системы, автор FUSE ( файловой системы) не слышал о Fuse (the Speccy emulator) . Автор FUSE (в файловой системе) также создал эмулятор Speccy под названием Spectemu .
Имя должно было быть умной аббревиатурой » Filesystem в USErspace» , но выбор оказался неудачный. С тех пор автор поклялся никогда не назвать проект от общего термина.
Можно ли установить FUSE c ?
Да, начиная с версии 2.4.0 это возможно. Файловая система должна придерживаться некоторых правил о параметрах командной строки, чтобы иметь возможность работать таким образом. Ниже приведен пример монтажа в SSHFS:
sshfs#user@host:/ /mnt/host fuse defaults 0 0
Монтаж осуществляется с помощью вспомогательного скрипта.
Почему другие пользователи не имеют доступ к установленной файловой системе?
FUSE накладывает это ограничение в целях защиты процессов других пользователей от блуждающих в FUSE.
Чтобы снять это ограничение для всех пользователей или только для корня, устанавливайте файловую систему с или . Некорневые пользователи могут только использовать эти опции монтирования , если указан в .
Какой метод вызывается системным вызовом ?
Не проще ли было бы если бы был один метод ?
Нет, потому что отношения между и выходным файлом не так просты, как люди, как правило, себе представляют. UNIX позволяет открывать файлы , чтобы приобрести несколько ссылок
- после два процесса относятся к тому же открытому файлу;
- и сделают еще один дескриптор, ссылающийся на один файл;
- вызов обеспечивает отображение памяти относящейся к открытому файлу.
Это означает, что на один , может быть больше, чем один и, возможно, вызовы , пока открытый файл не будет окончательно закрыт.
Могу ли я вернуть ошибку от ?
Нет, это не возможно. Если вам нужно возвращать ошибки при закрытии, вы должны сделать .
Как я узнаю, который является последним перед ?
Вы не узнаете. Все вызовы должны обрабатываться одинаково. Общее исключение, когда участвует именованный канал. При строительстве именованного канала будет происходить сразу после .
Почему не открывается FUSE вперед произвольных вызовов ?
Потому что это невозможно: данные , передаваемые не имеет строго определенную длину и структуру , как и . Рассмотрите возможность использования и вместо этого.
Есть ли способ узнать, GID UID или PID процесса, выполняющего операцию?
Да, используйте функцию.
Как следует начинать темы?
Разные темы следует начинать с .
Можно ли хранить указатель на личные данные в структуре ?
Да, поле для этой цели. Это поле может быть установлено на и методах, и доступен во всех других методах , имеющих — структуру параметра
Обратите внимание, что изменение значения ‘fh’ в любом другом методе как , или не окажет никакого влияния.
Принципы организации файловых систем
Логическая организация файла
Описывает то, как выглядит файл для работающих с ним приложений. Файл рассматривается как набор записей. Выделяют следующие подходы к хранению файлов:
Набор записей переменной длины
Для любой записи тут в начале (конце) должна указываться длина.
Физическая организация файла
Описывает, как файл может размещаться на носителе. Выделяют следующие способы размещения:
Непрерывное размещение
Непрерывное размещение (подряд блок за блоком).
Достоинства:
- простота реализации
- скорость доступа (все данные подряд, поэтому не надо перемещать носитель головки).
Недостатки:
- фрагментация
- место на носителе распределяется неэффективно.
Связанный список блоков
Пространство разбивается на нужные разделы. В каждый блок помещается ссылка на следующий. В последнем блоке стоит метка, что он последний. Уходим от фрагментации, но теряем в производительности. Также в каждом блоке часть места расходуется на указатели.
Связанный список индексов
Популярным способом, используемым, например, в файловой системе FAT операционной системы MS-DOS, является использование связанного списка индексов. С каждым блоком связывается некоторый элемент — индекс. Индексы располагаются в отдельной области диска (в MS-DOS это таблица FAT). Если некоторый блок распределен некоторому файлу, то индекс этого блока содержит номер следующего блока данного файла. При такой физической организации сохраняются все достоинства предыдущего способа, но снимаются оба отмеченных недостатка: во-первых, для доступа к произвольному месту файла достаточно прочитать только блок индексов, отсчитать нужное количество блоков файла по цепочке и определить номер нужного блока, и, во-вторых, данные файла занимают блок целиком, а значит имеют объем, равный степени двойки.
Перечень номеров блоков
Для хранения адреса файла выделено 13 полей. Если размер файла меньше или равен 10 блокам, то номера этих блоков непосредственно перечислены в первых десяти полях адреса. Если размер файла больше 10 блоков, то следующее 11-е поле содержит адрес блока, в котором могут быть расположены еще 128 номеров следующих блоков файла. Если файл больше, чем 10+128 блоков, то используется 12-е поле, в котором находится номер блока, содержащего 128 номеров блоков, которые содержат по 128 номеров блоков данного файла. И, наконец, если файл больше 10+128+128*128, то используется последнее 13-е поле для тройной косвенной адресации, что позволяет задать адрес файла, имеющего размер максимум 10+ 128 + 128*128 + 128*128*128.
Обзор распространенных файловых систем
Вот краткий обзор некоторых из наиболее распространенных файловых систем, с которыми вы столкнетесь. Он не является исчерпывающим – существует много других файловых систем для специальных задач:
- FAT32: является одной из наиболее старых файловых систем Windows, но он всё ещё используется на съемных носителях – небольших по объему. Большие внешние жесткие диски объемом 1 ТБ или более будут, в любом случае, отформатированы с помощью NTFS. FAT32 имеет смысл использовать только с небольшими устройствами хранения или для совместимости с другими устройствами, такими как цифровые камеры, игровые консоли, приставки и другие устройства, которые поддерживают только FAT32, но NTFS.
- NTFS: современная версия файловой системы Windows – используется начиная с Windows XP. Внешние диски могут быть отформатированы с помощью FAT32 или NTFS.
- HFS+: Mac использует HFS+ для своих внутренних разделов, ей же форматирует внешние диски – для использования внешнего жесткого диска с Time Machine требуется, чтобы атрибуты файловой системы можно было добавлять в резервную копию. Маки также могут читать и записывать файлы в файловые системы FAT32, но Вам понадобится стороннее программное обеспечение для записи в файловые системы NTFS с Mac.
- Ext2 / Ext3 / Ext4: Вы будете часто видеть файловые системы ext2, ext3 и ext4 в Linux. Ext2 является более старой файловой системой, и она не имеет важных функций, таких как ведение журнала – если питание гаснет или компьютер аварийно завершает работу во время записи на диск ext2, данные могут быть потеряны. Ext3 добавляет эти характеристики робастности за счет некоторой скорости. Ext4 является более современным и быстрым вариантом – это файловая система используется по умолчанию на большинстве дистрибутивов Linux. Windows и Mac не поддерживают эти файловые системы – вам понадобится сторонний инструмент для доступа к файлам в таких файловых системах. Вместе с тем, Linux может читать и записывать как в FAT32, так и в NTFS.
- Btrfs: это новая файловая система Linux, которая всё ещё находится в разработке. На данный момент он не является стандартным для большинства дистрибутивов Linux, но, вероятно, однажды заменит Ext4. Цель состоит в том, чтобы предоставить дополнительные функции, которые позволяют Linux масштабировать до больших объемов хранения.
- Swap: в Linux файловая система «swap», на самом деле, не является файловой системой. Раздел, отформатированный как «swap», может быть использован в качестве пространства подкачки операционной системы – как файл подкачки Windows, но требует специальный раздел.
Существуют и другие файловые системы, особенно в Linux и других Unix-подобных системах.
Типичный пользователь компьютера не должен знать большую часть этого материала – но знание основ поможет Вам понять такие вопросы, как: «почему этот диск в формате Mac не работает с моим ПК на Windows?» и «должен ли я отформатировать этот жесткий диск USB как FAT32 или NTFS?».
История [ править ]
Система FUSE изначально была частью AVFS ( виртуальной файловой системы ), реализации файловой системы , на которую сильно повлияла концепция переводчика GNU Hurd . Он заменил Linux Userland Filesystem и предоставил переводческий интерфейс, используемый в libfuse1.
Первоначально FUSE был выпущен в соответствии с условиями Стандартной общественной лицензии GNU и Стандартной общественной лицензии ограниченного применения GNU , позже также переопределен как часть базовой системы FreeBSD и выпущен в соответствии с условиями упрощенной лицензии BSD . ISC -licensed повторной реализации на Сильвестра Gallon был выпущен в марте 2013 года , и включены в OpenBSD в июне 2013 года
FUSE был объединен в основной Linux ядра дерева в ядре версии 2.6.14.
Пользовательская сторона FUSE, библиотека libfuse , в целом следовала темпам разработки ядра Linux, сохраняя при этом «максимальную совместимость» с потомками BSD. Это возможно, потому что ядро FUSE сообщает о своих собственных «уровнях возможностей» или версиях. Исключением является форк FUSE для macOS, OSXFUSE, у которого слишком много различий для совместного использования библиотеки. Нарушение истории libfuse — это libfuse3, которая включает некоторые несовместимые улучшения в интерфейсе и производительности по сравнению со старой версией libfuse2, которая сейчас находится в режиме обслуживания.
Поскольку протокол FUSE для пользовательского пространства ядра является версионным и общедоступным, программист может выбрать использование другого фрагмента кода вместо libfuse и по-прежнему взаимодействовать с функциями FUSE ядра. С другой стороны, libfuse и его многочисленные порты предоставляют переносимый высокоуровневый интерфейс, который может быть реализован в системе без возможности «FUSE».
Что такое файловая система
Полезные данные, такие как файлы и каталоги, напрямую на диск не записываются. Между разделом диска и файлами существует прослойка в виде файловой системы.
Файловая система – это средство, которое определяет различные правила работы с файлами, например:
- как данные будут располагаться на диске;
- как будет происходить запись, поиск, чтение или удаление файлов;
- какие метаданные будут использоваться;
- как обезопасить файлы от порчи (например при некорректном выключении компьютера);
Метаданные – данные о данных, например файл это данные, а метаданные это:
- дата его создания;
- пользователь создавший этот файл;
- тип файла;
- права доступа к этому файлу;
- и подобная информация о файле.
Разные файловые системы имеют разные ограничения, например:
- максимальный размер раздела;
- наибольший размер файла;
- максимальная длина имени файла.
Установщик Ubuntu 20.04 имеет несколько меньший выбор:
Далее пробежимся по этим файловым системам:
- Ext2
- Ext3
- Ext4
- btrfs
- JFS
- XFS
- FAT16
- FAT32
Изменение размера XFS
Вы можете изменить размер файловой системы XFS налету, прямо, когда она будет смонтирована. Сначала смотрим текущий размер разделов:
Далее, увеличение размера XFS осуществляется в два этапа. Но в увеличении размера онлайн есть одно но, вам нужно увеличить размер раздела в таблице разделов, а сделать это без размонтирования можно только в LVM. В других же конфигурациях придется все же размонтировать. Сначала измените размер раздела, например, с помощью Gparted:
Затем осталось увеличить размер файловой системы, это можно сделать даже если файловая система смонтирована. Выполните команду:
Дальше снова смотрим на размеры:
Как видите, все увеличилось. Но не забывайте, что вы не можете сжать файловую систему, никогда.
Какая файловая система на компьютере в Windows
Получить сведения о дисках компьютера можно из системного средства «Управление дисками». С помощью утилиты, встроенной в операционную систему Windows, пользователь получит информацию о дисковой системе ПК, а в случае необходимости, проведет работы по изменению размера дисков, созданию новых разделов и т. д.
Вам также может быть интересно:
- Как разбить жесткий диск на разделы — 3 способа
- Как отформатировать флешку в командной строке
Вам потребуется открыть управление дисками Windows одним из удобных для вас способов.
Чтобы узнать, какая файловая система имеется на жестком диске вашего компьютера, выполните следующие действия:
- Нажмите на клавиатуре на клавиши «Win» + «R».
- Откроется диалоговое окно «Выполнить», в котором нужно в поле «Открыть:» ввести команду — «diskmgmt.msc» (без кавычек), а затем нажать на кнопку «ОК».
- В окне оснастки «Управление дисками» отобразятся все разделы, имеющиеся на дисках компьютера с файловой системой каждого раздела.
На этом изображении можно увидеть какая файловая система Windows 10 на данном компьютере.
Переключение файловых систем
Каждый раздел имеет файловую систему. Иногда вы можете «конвертировать» файловую систему раздела, но это редко возможно. Вместо этого, вероятно, Вам придётся сначала скопировать важные данные из раздела.
Операционные системы автоматически форматируют разделы в соответствующую файловую систему в процессе установки. Если у вас есть раздел в формате Windows, на который вы хотите установить Linux, в процессе установки Linux отформатирует раздел NTFS или FAT32 в файловую систему Linux, предпочтительную для вашего дистрибутива Linux.
Таким образом, если у вас есть устройство хранения данных и вы хотите использовать другую файловую систему, просто скопируйте файлы с него, чтобы создать их резервную копию. Затем воспользуйтесь инструментом Управление дисками в Windows, gparted в Linux или дисковой утилитой в Mac OS.
Выводы
В данной заключительной части «одной строчкой» собраны ключевые особенности быстродействия этих трех файловых систем.
Для эффективной работы требуется немного оперативной памяти.
Быстрая работа с малыми и средними каталогами.
Диск совершает в среднем меньшее количество движений головок (в сравнении с NTFS).
Эффективная работа на медленных дисках.
Катастрофическая потеря быстродействия с увеличением фрагментации, особенно для больших дисков (только FAT32).
Сложности с произвольным доступом к большим (скажем, 10% и более от размера диска) файлам.
Очень медленная работа с каталогами, содержащими большое количество файлов.
Фрагментация файлов не имеет практически никаких последствий для самой файловой системы — работа фрагментированной системы ухудшается только с точки зрения доступа к самим данным файлов.
Сложность структуры каталогов и число файлов в одном каталоге также не чинит особых препятствий быстродействию.
Быстрый доступ к произвольному фрагменту файла (например, редактирование больших .wav файлов).
Очень быстрый доступ к маленьким файлам (несколько сотен байт) — весь файл находится в том же месте, где и системные данные (запись MFT).
NTFS — минусы:
Существенные требования к памяти системы (64 Мбайт — абсолютный минимум, лучше — больше).
Медленные диски и контроллеры без Bus Mastering сильно снижают быстродействие NTFS.
Работа с каталогами средних размеров затруднена тем, что они почти всегда фрагментированы.
Диск, долго работающий в заполненном на 80% — 90% состоянии, будет показывать крайне низкое быстродействие.
Хотелось бы еще раз подчеркнуть, что на практике основной фактор, от которого зависит быстродействие файловой системы — это, как ни странно, объем памяти машины. Системы с памятью 64-96 Мбайт — некий рубеж, на котором быстродействие NTFS и FAT32 примерно эквивалентно
Обратите внимание также на сложность организации данных на вашей машине. Если вы не используете ничего, кроме простейших приложений и самой операционной системы — может случиться так, что FAT32 сможет показать более высокое быстродействие и на машинах с большим количеством памяти
NTFS — система, которая закладывалась на будущее, и это будущее для большинства реальных применений сегодняшнего дня еще, к сожалению, видимо не наступило. На данный момент NTFS обеспечивает стабильное и равнодушное к целому ряду факторов, но, пожалуй, всё же невысокое — на типичной «игровой» домашней системе — быстродействие. Основное преимущество NTFS с точки зрения быстродействия заключается в том, что этой системе безразличны такие параметры, как сложность каталогов (число файлов в одном каталоге), размер диска, фрагментация и т.д. В системах FAT же, напротив, каждый из этих факторов приведет к существенному снижению скорости работы.
Только в сложных высокопроизводительных системах — например, на графических станциях или просто на серьезных офисных компьютерах с тысячами документов, или, тем более, на файл-серверах — преимущества структуры NTFS смогут дать реальный выигрыш быстродействия, который порой заметен невооруженным глазом. Пользователям, не имеющим большие диски, забитые информацией, и не пользующимся сложными программами, не стоит ждать от NTFS чудес скорости — с точки зрения быстродействия на простых домашних системах гораздо лучше покажет себя FAT32.
В дополнение ко всему вышесказанному: существующий том с FAT можно преобразовать в NTFS без потери данных с помощью команды CONVERT.
Сделать это можно следующим образом. В командной строке наберитеconvert e: /fs:ntfs
Вместо e: можно подставить необходимый диск.
Для конвертации флешки команда выглядит так: convert диск: /fs:ntfs /nosecurity /x где диск – это буква вашей флешки.
Однако эффективность такого решения не очень высокая из-за особенностей процесса преобразования.
В заключение приведу несколько общих рекомендаций по выбору наиболее подходящей файловой системы. Если у вас флеш-накопитель небольшого объема, форматируйте его в FAT32. Флешки большого объема форматируйте exFAT, так как «скачки скорости» на них будут особенно заметны. Внешние жесткие диски обычно имеют большой объем и высокую производительность (особенно те, которые обладают разъемами USB 3.0), поэтому их лучше форматировать в NTFS.
На этом все. Спасибо, что прочитали статью. Надеюсь, она была Вам полезна.
