Nghiên cứu tìm hiểu về Hệ thống tệp tin trong HĐH Linux

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN BÀI TẬP LỚN MÔN NGUYÊN LÝ HỆ ĐIỀU HÀNH ĐỀ TÀI Nghiên cứu tìm hiểu về Hệ thống tệp tin trong HĐH Linux Giảng viên hướng dẫn Nguyễn Bá Nghiễn Lớp IT6025 2 Nhóm sinh viên thực hiện Nhóm 6 Hà Nội 2022 1 MỤC LỤC PHẦN 1 MỞ ĐẦU 4 PHẦN 2 NỘI DUNG 5 CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU VỀ HỆ ĐIỀU HÀNH LINUX VÀ HỆ THỐNG TỆP TIN 5 1 1 Giới thiệu chung về hệ điều hành Linux 5 1 1 1 Lich sử ra đời của HĐH Linux 5 1 1 2 Các bản phân phối của Linux 7 1 2 Hệ thống tệp t.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN - - BÀI TẬP LỚN MÔN NGUYÊN LÝ HỆ ĐIỀU HÀNH ĐỀ TÀI: Nghiên cứu tìm hiểu Hệ thống tệp tin HĐH Linux Giảng viên hướng dẫn: Nguyễn Bá Nghiễn Lớp : IT6025.2 Nhóm sinh viên thực hiện: Nhóm Hà Nội 2022 MỤC LỤC PHẦN MỞ ĐẦU PHẦN NỘI DUNG CHƯƠNG GIỚI THIỆU VỀ HỆ ĐIỀU HÀNH LINUX VÀ HỆ THỐNG TỆP TIN 1.1.Giới thiệu chung hệ điều hành Linux 1.1.1.Lich sử đời HĐH Linux 1.1.2.Các phân phối Linux 1.2.Hệ thống tệp tin(File System) 1.2.1.Khái niệm hệ thống tệp tin 1.2.2.Các yêu cầu hệ thống tệp tin 1.2.3.Các thao tác hệ thống tệp tin 1.2.4.Quản lý tệp tin 10 1.2.5.Bảo vệ tệp tin đảm bảo tính tồn vẹn liệu .11 CHƯƠNG HỆ THỐNG QUẢN LÝ TẬP TIN TRONG LINUX 11 2.1.Hệ thống File EXT2 11 2.1.1.Giới thiệu chung 11 2.1.2.Tổ chức đĩa .13 2.1.2.1.Superblock 14 2.1.2.2.Group Descriptor 15 2.1.2.3.Block Bitmap 15 2.1.2.4.Inode Bitmap 16 2.1.2.5.Inode Table 16 2.1.2.6.Data Blocks .16 2.1.3.Cấu trúc thư mục .17 2.1.3.1.Định dạng Directory File 17 2.1.3.2 Directory Format 17 2.1.4.Tổ chức tập tin Linux 22 2.1.5.Inodes, File Identifiers 26 2.1.5.1.Inode Number 26 2.1.5.2.Định vị cấu trúc Inode 26 2.1.5.3.Định vị Inode Table 27 2.1.6.Kiểu tệp 27 2.1.7.Một số thao tác tệp 28 2.1.8.Quyền truy cập tệp tin .30 2.1.9.Các thuộc tính file 32 2.1.9.1.Các thuộc tính chuẩn 32 2.1.9.2.Các thuộc tính mở rộng 33 2.1.10.Quản trị hệ thống file EXT2 34 2.2.Hệ thống File EXT3 35 2.2.1.Giới thiệu 35 2.2.2.Journaling File 35 2.2.3.Cơ chế khả chuyển đổi 36 2.2.4 So sánh hệ thống file EXT2 EXT3 39 2.3.Liên hệ so sánh với nguyên lý quản lý hệ tệp học 39 PHẦN 3.KẾT LUẬN .41 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Biểu tượng Linux Hình 1.2: Một số bảng phân phối chủ yếu Linux (cập nhật vào 26/07/2017) Hình 2.1: Bảng giới hạn lý thuyết EXT2 Linux 12 Hình 2.2: Bảng so sánh giới hạn hệ thống file Minix,EXT, EXT2 12 Hình 2.3:Việc thực thi Indexed Directories .21 Hình 2.4: Danh sách thư mục thơng thường nhìn thấy thư mục gốc (/) 23 Hình 2.5: Sơ đồ hệ thống file nhật ký 37 Hình 2.6: So sánh hệ thống tệp tin hệ điều hành Linux với Window 41 PHẦN MỞ ĐẦU LỜI MỞ ĐẦU Hệ điều hành tập hệ điều hành hệ thống điều khiển hoạt động máy tính tạo mơi trường giao diện người sử dụng máy tính máy tính Vì vậy, hệ điều hành quen thuộc với người sử dụng; tất người sử dụng làm việc với máy tính cần phải biết thao tác (dù thao tác đơn giản) với hệ điều hành cụ thể Hiểu biết, nắm vững nguyên lí hoạt động hệ điều hành để từ khai thác hệ điều hành hành hiệu nhu cầu thực tế không thiếu cán phụ trách kĩ thuật quản lí hệ thống máy tính Tài nguyên máy tính mà điển hình hệ sở liệu (Database System) có ảnh hưởng nhiều tới tính hiệu việc sử dụng máy tính Mà hệ thống file hệ thống chủ yếu Bởi quản lí hệ thống file có ảnh hưởng lớn trực tiếp tới hiệu sử dụng máy tính Việc quản lí hệ thống file xây dựng tổ chức tùy thuộc vào hệ điều hành Và sau nhóm chúng em xin trình bày về: Nghiên cứu tìm hiểu Hệ thống tệp tin HĐH Linux PHẦN NỘI DUNG CHƯƠNG GIỚI THIỆU VỀ HỆ ĐIỀU HÀNH LINUX VÀ HỆ THỐNG TỆP TIN 1.1.Giới thiệu chung hệ điều hành Linux Hình 1.1: Biểu tượng Linux 1.1.1.Lich sử đời HĐH Linux Linux tên gọi hệ điều hành máy tính tên hạt nhân hệ điều hành Nó có lẽ ví dụ tiếng phần mềm tự việc phát triển mã nguồn mở Phiên Linux Linus Torvalds viết vào năm 1991, lúc ơng cịn sinh viên Đại học Helsinki Phần Lan Ông làm việc cách hăng say vòng năm liên tục cho đời phiên Linux 1.0 vào năm 1994 Bộ phận chủ yếu phát triển tung thị trường quyền GNU General Public License Do mà tải xem mã nguồn Linux Một cách xác, thuật ngữ "Linux" sử dụng để Nhân Linux, tên sử dụng cách rộng rãi để miêu tả tổng thể hệ điều hành giống Unix (còn biết đến tên GNU/Linux) tạo việc đóng gói nhân Linux với thư viện công cụ GNU, phân phối Linux Thực tế tập hợp số lượng lớn phần mềm máy chủ web, ngơn ngữ lập trình, hệ quản trị sở liệu, môi trường làm việc desktop GNOME KDE, ứng dụng thích hợp cho cơng việc văn phịng Open Office Khởi đầu, Linux phát triển cho dòng vi xử lý 386, hệ điều hành hỗ trợ số lượng lớn kiến trúc vi xử lý, sử dụng nhiều ứng dụng khác từ máy tính cá nhân siêu máy tính thiết bị nhúng máy điện thoại di động Ban đầu, Linux phát triển sử dụng người say mê Tuy nhiên, Linux có hỗ trợ công ty lớn IBM Hewlett-Packard, đồng thời bắt kịp phiên Unix độc quyền chí thách thức thống trị Microsoft Windows số lĩnh vực Sở dĩ Linux đạt thành công cách nhanh chóng nhờ vào đặc tính bật so với hệ thống khác: chi phí phần cứng thấp, tốc độ tin cậy cao (khi so sánh với Windows) đặc điểm giá thành rẻ, không bị phụ thuộc vào nhà cung cấp Một đặc tính trội phát triển mơ hình phát triển phần mềm nguồn mở hiệu Tuy nhiên, số lượng phần cứng hỗ trợ Linux khiêm tốn so với Windows trình điều khiển thiết bị tương thích với Windows nhiều Linux Nhưng tương lai số lượng phần cứng hỗ trợ cho Linux tăng lên 1.1.2.Các phân phối Linux Linux có nhiều phân phối khác nhau, phần tính chất nguồn mở Sau số phân phối chủ yếu Luxin Tên phân phối Ubuntu Phiên 10 Trang web thức Debian Ultimate Edition 0.4.1 Loki 5.7 http://www.debian.org/ http://www.elementaryos.org/ http://www.ubuntu.com/ Các dẫn xuất Kubuntu,studi o, edubuntu, Xubuntu, ububtu, Lubuntu, Macbuntu, Kylin, Ubuntu, mate Red hat Enterprise Linux Red hat Enterprise Linux Chrome Linux Chrome OS 7.4 http://ultimateedition.info/ 2.4.1290 http://www.redhat.com/rhel/ Fedora SUSE Linux enterprise Desktop Linux Mint Knoppix PCLinuxO S Mandrake 32 13.2 https://www.fedoraproject.org/ http://vi.opensuse.org/ 18.2 sonya 8.1 2017 http://linuxmint.com/ http://www.knoppix.org/ http://www.pclinuxos.com/ 2011 http://www.mandriva.com/ CentOS Gentoo Slackware SLAX Sabayon Dreamlinu x OpenSolari s Hồng kỳ linux Puppy linux Hacao linux Asianux 20170907 14.2 7.0.8 17.11 http://www.centos.org/ http://www.gentoo.org/ http://www.slackware.com/ http://www.slax.org/ http://www.sabayon.org/ http://www.dreamlinux.info/ 11.1 http://www.opensolaris.org/ 6.0 SP3 http://www.redflag-linux.com/ 6.3 http://puppylinux.org/ 2011 http://www.hacao.com/ 4.5 http://www.asianux.vn/ http://getchrome.eu/ 62.0.3202.6 http://google.com/intl/en/chrome SliTaz 5.0 Rolling Linpus 2.2 Back Track 5r3 http://www.slitaz.org/ http://www.linpus.com/ http://www.backtrack-linux.org/ openSUSE 11.4, Mono 2.10.4 Back TrackLinux, Kali Linux Linpus Linux GNU/Linux Asianux Server BOSS Linux Kali linux 6.0(Anoop) http://www.bosslinux.in/ 2017.2 http://www.kali.org/ Nova Backbox 4.0(2013) http://www.nova.cu/ http://www.backbox.org/ Canaima GNU/Linu x Super Ubuntu 5.1 http://canaima.softwarelibre.gob.ve / Kali-linux, Back Track Backbox, linux 11.10 http://superubuntu.linuxfreedom.co ubuntu, Z m/ download.html Zorin OS 12.2 http://zorin-os.com/ ubuntu, Super ubuntu, Linux Mint Hình 1.2: Một số bảng phân phối chủ yếu Linux (cập nhật vào 26/07/2017) 1.2.Hệ thống tệp tin(File System) 1.2.1.Khái niệm hệ thống tệp tin Dữ liệu máy tính lưu trữ thiết bị nhớ như: băng từ, đĩa từ,… tập hợp cách có tổ chức theo đơn vị lưu trữ gọi hệ thống tệp tin Như , hệ thống tệp tin đơn vị logic để hệ điều hành quản lý thông tin đĩa Hệ thống tệp tin chương trình người sử dụng, chương trình hệ thống tập hợp liệu người sử dụng Trên phương diện người sử dụng , liệu hệ thống tệp tin tổ chức thành ghi logic mà ghi logic byte cấu trúc liệu Bản ghi logic đơn vị liệu mà chương trình cần xử lý trình hoạt động Để quản lý liệu thiết bị lưu trữ ngồi cách có hiệu quả, hệ điều hành phải tổ chức hệ thống tệp tin theo nguyên tắc định Như vậy, hệ thống tệp tin nguyên tắc mà hệ điều hành tổ chức quản lý tệp tin phương tiện lưu trữ 1.2.2.Các yêu cầu hệ thống tệp tin Mặc dù hệ thống tệp tin tổ chức theo nguyên tắc khác cần phải đảm bảo yêu cầu chung sau: -Hệ thống phải tổ chức cho dễ tìm kiếm, dễ lưu trữ cập nhật, tiết kiệm khơng gian nhớ -Phải đảm bảo tính độc lập hệ thống tệp tin với hệ thống thiết bị ngoại vi -Hệ thống tệp tin phải đảm bảo tính an tồn liệu có cố chương trình kỹ thuật -Hệ thống tệp tin phải đảm bảo tính an tồn vấn đề truy nhập thơng tin người sử dụng 1.2.3.Các thao tác hệ thống tệp tin Một hệ thống tệp tin dù phức tạp hay đơn giản phải cung cấp cho người sử dụng công cụ đơn giản để thao tác với tệp tin Trong hệ thống tệp tin thường có thao tác sau: -Tạo tệp tin -Đọc tệp tin -Bổ sung cập nhật liệu vào tệp tin -Thay đổi thuộc tính tệp tin -Xóa tệp tin Để truy nhập tới tệp tin, hệ thống tệp tin sử dụng hai phương pháp: -Truy nhập tuần tự: ghi logic tệp tin truy nhập từ đầu đến cuối theo trình tự xếp tệp tin Với cách thức truy nhập hồn tồn biết trước ghi logic truy nhập ghi hệ điều hành biết vị trí nhớ ghi logic cần xử lý Cách thức truy nhập có mức độ tự động hóa cao nhiên áp dụng với tệp tin tổ chức theo kiểu Mặt khác, để đảm bảo mức độ tự động hóa cao hệ thống phải đảm bảo thực công việc chuẩn bị liên quan đến ghi cho trương trình người sử dụng -Truy nhập trực tiếp: theo cách thức này, hệ thống hoàn tồn khơng có trước thơng tin ghi ghi cần xử lý Người lập trình cần phải tự xác định ghi cần xử lý để tìm nó, vấn đề đồng hóa phải đặt Tuy mức độ tự động hóa thấp cách thức truy nhập trực tiếp cho phép truy xuất tệp tin mềm dẻo, linh hoạt, đạt mức độ chủ động chương trình người sử dụng tệp tin 1.2.4.Quản lý tệp tin Quản lý tệp tin tổ chức thư mục thiết bị cho việc thao tác với tệp tin tối ưu Các hệ điều hành thực tế tồn số kiểu tổ chức: -Tổ chức thư mục mức -Tổ chức thư mục hai mức -Tổ chức theo cấu trúc -Tổ chức theo đồ thị khơng chu trình 1.2.5.Bảo vệ tệp tin đảm bảo tính tồn vẹn liệu Bảo vệ tệp tin thông qua giới hạn quyền truy nhập người sử đụng như: đọc, viết, xóa… Một số phương pháp bảo vệ tệp tin áp dụng là: đặt tên, đặt mật khẩu, liệt kê quyền truy nhâp… Để đảm bảo tính tồn vẹn liệu, hệ điều hành thương áp dụng biện pháp như: lưu trạng thái tệp tin qua trình sử dụng, lưu trạng thái qua thời điểm… CHƯƠNG HỆ THỐNG QUẢN LÝ TẬP TIN TRONG LINUX 10 2.1.7.Một số thao tác tệp • Di chuyển thư mục / liệt kê tập tin - pwd: Hiển thị đường dẫn thư mục - cd : Chuyển sang thư mục thumuc - ls –l , dir –l : Liệt kê chi tiết danh mục thu mục - ls –t, dir –d: Sắp xếp tệp tin theo ngày tạo • Tệp tin thư mục – Sao chép + cp file1 file2: Chép file1 sang file + cp file thumuc: Chép file vào thumuc + cp –r thumuc1 thumuc2: Chép toàn nội dung thumuc1 sang thumuc2 – Di chuyển + mv file1 file2: chuyển tệp tin file1 thành tên file2 + mv file thumuc: Chuyển file vào thumuc + mv file1 thumuc/file2: Chép file1 vào thumuc đồng thời đổi tên thành file2 – Tạo thư mục + mkdir thumuc: Tạo thư mục thumuc + mkdir –p thumuc1/thumuc2: Tạo thư mục thumuc1 thư mục thumuc2 lúc – Xóa bỏ + rm file: Xóa bỏ tệp tin file thư mục hành 28 + rmdir thumuc: Xóa bỏ thư mục trống mang tên thumuc + rm –rf thumuc: Xóa bỏ thư mục thumuc tất bên – Tạo liên kết + ln –s file link : Tạo liên kết mang tên link đến tệp tin file – So sánh + diff file1 file2: So sánh nội dung tệp tin thu mục – Nội dung tệp tin + Cat file: Xem nội dung tệp tin file hình dạng mã ASCII + head –n file: Xuất n dòng tệp tin file + hail –n file: Xuất n dòng cuối tệp tin file 2.1.8.Quyền truy cập tệp tin Một điểm mạnh Linux có khả phân quyền hạn truy cập (Permission) cho đối tượng (file, thư mục, link) Hệ thống đóng vai trị quan trọng việc cung cấp mức an ninh cao tính ổn định cho hệ điều hành Linux Mỗi đối tượng file gắn với ba loại quyền: read (đọc), write (sửa đổi) execute (thực thi) Và quyền lại định cho ba loại user: • owner : chủ sở hữu đối tượng – mặc định ban đầu user tạo đối tượng • group : nhóm user chia sẻ chung quyền hạn truy cập - mặc định ban đầu group mà owner thuộc • others : tất user khơng thuộc hai nhóm 29 User root (siêu người dùng) có đủ tất quyền đối tượng hệ thống Ngồi ra, root thay đổi quyền hạn truy cập đối tượng cho user cịn chuyển quyền sở hữu đối tượng qua lại user Ý nghĩa ba loại quyền là: Read: cho phép đọc Write: cho phép chỉnh sửa nội dung, xóa file; cho phép tạo xóa đối tượng thư mục Excute: cho phép thực thi truy cập thư mục Các quyền cho đối tượng biểu diễn theo hai cách Cách thứ biểu diễn chuỗi gồm 10 ký tự: • Ký tự đầu thể loại file: – “-” : Tệp Thường – “d”: Tệp Thư Mục – “l”: Tệp Liên Kết – “b”: Tệp kiểu khối – “c”: Tệp kiểu ký tự – “s”: Socket – “p”: Đường ống Ba ký tự tiếp quyền cho owner: • Kế đến ba ký tự biểu diễn quyền cho group • Còn lại ba ký tự cuối dành cho other Quyền phép read r, write w, e excute Các quyền bị cấm biểu diễn dấu – 30 Để thay đổi quyền truy cập cho đối tượng, ta sử dụng chmod cách sử dụng ký tự đại diện Các ký tự đại diện cho nhóm là: • u : user sở hữu file • g : group user • o: others • a : tất ba ký hiệu Các tốn tử: • + : thêm quyền • : bớt quyền • = : gán quyền Ví dụ để thêm quyền thi hành cho shell scripts có tên demo.sh để bạn chạy sau: $ chmod +x demo.sh # mặc định u nên không cần $ chmod u+rwx,go-rwx demo.sh Để thay đổi owner cho đối tượng sử dụng lệnh chown (Phải có quyền root): $ chown User_Name File_Name Để thay đổi group cho đối tượng sử dụng lệnh chgrp phải thỏa hai điều kiện sau: Sử dụng quyền root Bạn chủ sở hữu thuộc Group (có tên Group_Name lệnh) mà bạn muốn thay đổi Group cho file: $ chgrp Group_Name File_Name 31 Để biết thuộc nhóm nào, bạn sử dụng lệnh 'id' Lệnh cho biết id với tên bạn nhóm mà bạn tham gia 2.1.9.Các thuộc tính file Hầu hết thuộc tính file (cũng directory, symbol link, thiết bị…) định vị inode tương thích với tập tin Một vài thuộc tính khác có thuộc tính mở rộng 2.1.9.1.Các thuộc tính chuẩn SUID, SGID –rwxrwxrwx(Read - Write - Execute (Đọc - Ghi - Thực thi)) Chúng định vị với bit SGID SUID ext2_inode.i_mode Kích thước File Kích thước file xác định trường ext2_inode.i_size Owner Group Dưới hầu hết bổ sung, owner group giá trị 16 bit, vài bổ sung Linux Hurd gần id owner group 32 bit Khi sử dụng giá trị 16 bit, có phần “thấp” (low) dùng hợp lệ, sử dụng giá trị 32 bit, hai phần cao thấp dùng, phần cao đẩy sang trái tới 16 khoảng cách sau thêm vào phần thấp 2.1.9.2.Các thuộc tính mở rộng Các thuộc tính mở rộng cặp name:value kết hợp cố định file directory, tương tự chuỗi mơi trường kết hợp với tiến trình (process) Một thuộc tính xác định không xác định Nếu xác định, giá trị rỗng khơng rỗng Các thuộc tính mở rộng mở rộng thuộc tính thơng thường mà kết hợp tất inode hệ thống Chúng thường dùng để cung cấp thêm chức vào hệ thống – chẳng hạn thêm vào đặc tính bảo mật Access Control Lists (ACLs) bổ sung cách dùng thuộc tính mở rộng 32 Các thuộc tính mở rộng truy xuất đối tượng nguyên tử Việc đọc gọi tất giá trị thuộc tính lưu trữ nhớ trung gian Việc ghi thay đổi giá trị phía trước giá trị Trong inode ext2, có trường i_file_acl, dành cho Access Control Lists Trường dùng để lưu trữ số block thay lưu trữ thuộc tính mở rộng inode Các thuộc tính mở rộng lưu trữ block đĩa “trống” (plain) khơng có phần file Sự bố trí block đĩa giống việc bố trí dành cho thư mục Sau header thuộc tính block header entry Kích thước header entry khác với chiều dài tên thuộc tính Các giá trị thuộc tính block giống thuộc tính entry descriptor chúng, thẳng hàng đến cuối thuộc block thuộc tính Điều cho phép việc thêm vào thuộc tính dễ dàng Danh sách tên thuộc tính gắn với file gọi Bộ điều khiển hệ thống tập tin trả chuỗi tên cách ký tự null, kết thúc hai ký tự null phần cuối danh sách 2.1.10.Quản trị hệ thống file EXT2 Filesystem caching : Nhằm tăng hiệu suất toàn hệ thống file ext2, cache dùng để lưu giữ liệu dùng thường xuyên Thông tin filesystem cache nhớ, tham khảo tới đệm đĩa, việc truy cập vào nhớ nhanh nhiều so với đĩa vật lý Cả hai trình đọc ghi cache liệu RAM Hệ thống buffers đĩa lớn filesystem đáp ứng nhanh cho thao tác đọc ghi Do RAM nhớ tạm thời, buffer ghi vào đĩa máy hoạt động, hay filesystem unmount.Lệnh sync dùng để ép kernel ghi tất buffers vào file đĩa Lệnh sử dụng khơng cần tham số Sự phân mảnh hệ thống file 33 Hệ thống ext2 thiết kế nhằm hạn chế tối thiểu phân mảnh nên ta không cần phải defragment hệ thống file ext2 Nguyên nhân gây phân mảnh file system việc ghi file nhiều lần ổ đĩa Trong file làm nhớ mở rộng hệ thống đĩa có nguy bị phân mảnh nhiều Đối với hệ điều hành MS Windows, hệ thống nhớ mở rộng nằm partition hệ thống thơng qua file pagefile.sys cịn Linux hệ thống nhớ mở rộng cho partition riêng nên hạn chế nhiều phân mảnh Như Ext2 thực chất file hệ thống journaling, phát triển để kế thừa thuộc tính file hệ thống cũ, đồng thời hỗ trợ dung lượng ổ cứng lên tới TB Ext2 không sử dụng journal có liệu ghi vào ổ đĩa Do lượng yêu cầu viết xóa liệu thấp, phù hợp với thiết bị lưu trữ bên thẻ nhớ, ổ USB Còn ổ SSD ngày tăng tuổi thọ vòng đời khả hỗ trợ đa dạng hơn, chúng hoàn toàn khơng sử dụng file hệ thống khơng theo chuẩn journaling 2.2.Hệ thống File EXT3 2.2.1.Giới thiệu Ext3 xây dựng dựa sở cuả ̣ thống file chuẩn ext2 mà Linux sử dụng, ext3 đưa vào thêm chức vô quan trọng journaling file system, giúp thao tác liêụ an toàn File Ext3 giới thiệu vào năm 2001, tích hợp vào Kernel 2.4.15 với tính ghi nhật ký, nhằm cải thiện độ tin cậy loại bỏ nhu cầu kiểm tra hệ thống file sau tắt máy đột ngột Kích thước file tối đa 16GB – 2TB Cung cấp sở để nâng cấp từ hệ thống file Ext2 lên Ext3 mà không cần phải lưu khôi phục liệu 34 2.2.2.Journaling File File máy tính danh mục thư viện nhất, gồm tạp chí, báo tài liệu Mỗi tài liệu thêm vào danh mục thay đổi thơng tin đơi chút Thay tìm kiếm tồn thư viện để tìm mục, bạn phải kiểm tra danh mục có liên quan Journaling hệ thống file máy tính hoạt động giống Mục đích theo dõi thay đổi chưa ghi lại (commit) hệ thống file Ngay sau có cố tắt máy đột xuất, bạn truy cập phiên file với khả bị lỗi thấp Khi hệ điều hành bị tắt (mất điện, lỗi phần mềm, v.v ), hệ thống file xuất lỗi file ghi dở, địa chưa cập nhật, … Nếu hệ thống file dùng không thuộc loại hệ thống file nhật ký (ext2,…), khởi động lại, hệ điều hành phát lần tắt bị lỗi (unclean shutdown) trước tự động dùng phần mềm fsck (file system check) để soát sửa lỗi Nếu ổ cứng lớn, trình chạy fsck lâu lỗi nặng fsck khơng sửa báo cho hệ điều hành khởi động vào chế độ single user mode để người dùng sửa Hệ thống file nhật ký file riêng ghi lại thay đổi hệ thống file vào vùng đệm (thay ghi thẳng vào hệ thống file ổ cứng) Sau khoảng thời gian định trước, thay đổi thực thức vào hệ thống file Nếu khoảng thời gian đó, hệ thống bị tắt đột ngột, file nhật ký dùng để khôi phục lại thông tin chưa lưu tránh làm hỏng metadata hệ thống file [Metadata hệ thống gồm thông tin cấu trúc liệu ổ cứng: ngày tạo, xoá file thư mục, tăng giảm dung lượng file, chủ nhân file, ] Như hệ thống file có khả ghi lại (log) hoạt động mà hệ điều hành thao tác liệu hệ thống xác định 35 file bị cố mà khơng cần phải qt lại tồn hệ thống file, giúp trình phục hồi liệu trở nên tin cậy nhanh chóng Hệ thống file gọi journaling file system Hình 2.5: Sơ đồ hệ thống file nhật ký 2.2.3.Cơ chế khả chuyển đổi Ext3 sử dụng chế JBD (Journaling Block Device) để bảo vệ thông tin thao tác liệu, đánh giá tin cậy so với hệ thống thực journaling mục liệu (journaling of meta-data only) Reiserfs, XFS hay JFS Với cách bảo vệ hai lần hiệu suất ghi liệu có phần chậm ext2; vài trường hợp, nhờ thông tin journal log mà đầu từ ổ cứng di chuyển hợp lý hơn, nên tốc độ thao tác liệu nhanh Đối với ứng dụng ưu tiên cho độ tin cậy liệu tốc độ ghi đơn EXT3 lựa chọn thích hợp Ngồi ra, EXT3 cịn cho phép cải thiện tốc độ thao tác liệu cách thiết lập thông số cho ̣ thống thực journaling thao tác liệu (mode: data=writeback data = ordered) Với mode data=writeback, trình khởi động nhanh, liệu ghi vào đĩa sau ghi xong thông tin journal log (write back), với mode đơi xảy tình trạng hư liệu cố xảy sau ghi journal log mà chưa kịp ghi vào đĩa, bù lại tốc độ thao tác file nhanh vài trường hợp Với mode data=ordered, liệu ghi lên đĩa trước đến journal log, cho phép ln ln bảo đảm tính tồn vẹn liệu tình mode mặc định 36 EXT3 Với mode data=journal việc bảo vệ thực hai: liệu journal log; thông tin ghi chi tiết nhiệu giúp cải thiện tốc độ truy cập liệu nhờ tối ưu việc di chuyển đầu từ, hoạt động tốt kiểu liệu database liệu dùng chung mạng (NFS), nhiên phải đọc lại nhiều loại thông tin journal log nên thời gian khởi động lại máy chậm so với hai mode chút Vì chất cấu trúc ext3 xây dựng hoàn toàn dựa sở ext2 nên ta chuyển đổi dễ dàng liệu tồn hệ thống ext2 sang ext3 mà liệu không bi ̣ ảnh hưởng thực tương đối dễ dàng, đơn giản Hệ thống file EXT3 thực chất phiên nâng cao ext2 Ext3 có ưu điểm sau: +Tính khả dụng: Khi nguồn bị hỏng hay hệ thống đổ vỡ bất chợt, phân vùng định dạng theo EXT2 máy tính phải kiểm tra việc đồng chúng chương trình e2fsck Việc cần khoảng thời gian để tiến hành làm thời gian khởi động hệ thống bị trễ đáng kể, đặc biệt với phân vùng lớn.Trong suốt thời gian liệu phân vùng không dùng đến.Ext3 đưa để khơng cần phải thực việc kiểm tra hệ thống máy tính bị tắt đột ngột, việc kiểm tra xảy phần cứng bị hư hỏng, chẳng hạn ổ đĩa cứng bị hư Thời gian kiểm tra không phụ thuộc vào dung lượng hay số lượng file phân vùng +Tính tồn vẹn liệu Hệ thống tập tin EXT3 cung cấp việc bảo toàn liệu việc hệ thống tắt đột ngột, cho phép ta chọn loại mức độ bảo vệ liệu Mặc định mức bảo vệ cao (high level) +Tốc độ 37 Bất chấp việc ghi liệu nhiều lần hay lần, EXT3 có số lượng liệu đưa vào trình ghi nhiều hẳn so với EXT2 EXT3 tối ưu hóa đầu đọc chuyển động đĩa cứng Ta chọn ba mức để tối ưu tốc độ điều làm giảm tính toàn vẹn liệu +Dễ dàng chuyển đổi Thật dễ dàng để ta chuyển đổi từ EXT2 lên EXT3 đạt lợi ích hệ thống tập tin mạnh mà không cần phải định dạng lại Để chuyển đổi từ EXT2 sang EXT3, đăng nhập root gõ lệnh: /sbin/tune2fs –j /dev/hdbx/dev/hdb : thay tên thiết bị x số thứ tự phân vùng cần chuyển đổi Như mục đích Ext3 tương thích ngược với Ext2, ổ đĩa, phân vùng dễ dàng chuyển đổi chế độ mà không cần phải format trước EXT3 không thực phù hợp để làm file hệ thống dành cho máy chủ khơng hỗ trợ tính tạo disk snapshot file khơi phục khó để xóa bỏ sau 2.2.4 So sánh hệ thống file EXT2 EXT3 Ta thấy EXT3 EXT2 kèm với journaling Và giới hạn EXT2 nguyên EXT3, ưu điểm EXT3 hoạt động nhanh, ổn định nhiều so với EXT2 Trong trường hợp liệu bị hỏng đáng kể EXT2 EXT3 khơi phục 2.3.Liên hệ so sánh với nguyên lý quản lý hệ tệp học Qua trình tìm hiểu hệ thống file hệ điều hành Linux, chúng em nhận thấy Linux sở hữu hệ thống quản lý hệ tệp đại, thao tác với hệ thống tệp tin thơng qua dịng lệnh đáp ứng đầy đủ yêu cầu thao tác với tệp Hệ thống tệp bảo vệ tốt thông qua việc giới hạn quyền truy cập người sử dụng Tính tồn vẹn liệu Linux đảm bảo phát triển hệ thống tệp tin EXT3 38 Hệ điều hành Linux quản lý hệ tệp với cấu trúc thư mục với thư mục gốc Đó thư mục gốc root, thư mục root có thư mục home chứa thư mục chủ người sử dụng thư mục hệ thống Cách tổ chức thư mục tuân thủ theo nguyên lý tổ chức theo cấu trúc (Tree Diretory) mà ta học 39 Cấu trúc file Linux Windows xếp liệu máy có quan niệm ổ đĩa C: , D: , tính “cây thư mục E:, Windows xem ổ đĩa nhất” gốc thư mục Định dạng file FAT, Minix, reiserFS, ext2, FAT, FAT32, NTFS, exFAT system ext3, ext4 v.v đọc v.v, đọc hệ hệ thống file Windows thống file Linux khơng format định dạng FAT Registry khơng có Registry, ứng dụng xem khung Linux lưu thiết đặt nội máy tính, lưu trữ tồn thân sở thông tin ứng dụng, thiết đặt phân cấp người dùng chức năng, mật người dùng, thông tin thiết bị Cài đặt ứng cài đặt chương trình theo trình cài đặt ứng dụng theo dạng dụng quản lý, ứng dụng gói cài đặt exe liên kết đến nhiều thư viện tệp tin rời rạc Mã Nguồn Mở Đóng Giao diện Có thể có nhiều sắc thái chức thay đổi giao diện khác điều khiển Hình 2.6: So sánh hệ thống tệp tin hệ điều hành Linux với Window PHẦN 3.KẾT LUẬN 40 Trong trình tìm hiểu hệ thống file Linux, nhóm chúng em biết nguyên lý, đặc điểm cách hoạt động hệ thống file hệ điều hành Linux từ liên hệ so sánh với nguyên lý quản lý tệp học Chúng em hiểu rõ cách thức hoạt động, đời tầm quan trọng file định dạng Ext Linux qua hệ thống file Ext2, Ext3 Bài làm kết trình tìm hiểu nhóm chúng em Trong q trình làm cịn có thiếu xót, chúng em mong nhận nhận xét, đánh giá thầy để làm chúng em hoàn thiện Chúng em xin chân thành cảm ơn! Các tài liệu tham khảo • Giáo trình ngun lý hệ điều hành – Trường Đại học Công Nghiệp Hà Nội, Khoa Công Nghệ Thơng Tin 41 • Giáo trình ngun lý hệ điều hành nhà xuất Hà Nội • Running Linux nhà xuất O’REILLY • Và số trang Web trực tuyến : www.forum.ubuntu-vn.org www.tailieu.vn www.vi.wikipedia.org 42 ... bày về: Nghiên cứu tìm hiểu Hệ thống tệp tin HĐH Linux PHẦN NỘI DUNG CHƯƠNG GIỚI THIỆU VỀ HỆ ĐIỀU HÀNH LINUX VÀ HỆ THỐNG TỆP TIN 1.1.Giới thiệu chung hệ điều hành Linux Hình 1.1: Biểu tượng Linux. .. 1.2.1.Khái niệm hệ thống tệp tin 1.2.2.Các yêu cầu hệ thống tệp tin 1.2.3.Các thao tác hệ thống tệp tin 1.2.4.Quản lý tệp tin 10 1.2.5.Bảo vệ tệp tin đảm bảo tính... THIỆU VỀ HỆ ĐIỀU HÀNH LINUX VÀ HỆ THỐNG TỆP TIN 1.1.Giới thiệu chung hệ điều hành Linux 1.1.1.Lich sử đời HĐH Linux 1.1.2.Các phân phối Linux 1.2 .Hệ thống tệp tin( File