Giáo trình phân tích khả năng ứng dụng giá trị dữ liệu tại những cluster tương ứng p8 pps

block liên tiếp nhau (n = 2, 3, 4, ), một đoạn block trong trường hợp này được gọi là một Run. Ví dụ file A được lưu trữ trên 7 block liên tiếp: từ block 10 đến block 16 và file B được lưu trữ trên 35 block: từ block 30 đến block 44 và từ block 41 đến block 60. Như vậy file A được lưu trữ trên một đoạn block (Run #1) còn file B được lưu trữ trên hai đoạn block (Run #1 và Run #2). Thông thường, nếu block logic đầu tiên của một file ghi ở block 20 trên đĩa thì block logic 2 được ghi vào block 21 trên đĩa và block logic thứ 3 được ghi vào block 22 trên đĩa, vv. Với cách lưu trữ này hệ điều hành có thể ghi nhiều blok logic vào các block đĩa cùng một lúc nếu có thể. Đây là một ưu điểm của Windows 2000. Danh sách các block đĩa chứa nội dụng của một file được mô tả bởi một record trong MFT (đối với file nhỏ) hoặc bởi một dãy tuần tự các record trong MFT, có thể không liên tiếp nhau (đối với file lớn). Mỗi record MFT dùng để mô tả một dãy tuần tự các block logic kề nhau. Mỗi record MFT trong trường hợp này bắt đầu với một header lưu địa chỉ offset của block đầu tiên trong file. Tiếp đến là địa chỉ offset của block đầu tiên mà không nằm trong record. Ví dụ nếu có một file được lưu tại 2 đoạn block là: 0 – 49 và 60 – 79 thì record đầu tiên có một header của (0, 50) và sẽ cung cấp địa chỉ đĩa cho 50 block này và record 2 sẽ có một header của (60, 80) và sẽ cung cấp địa chỉ đĩa cho 20 block đó. Tiếp sau mỗi record header là một hay nhiều cặp, mỗi cặp lưu một địa chỉ của block đĩa bắt đầu đoạn block và số block có trong đoạn (độ dài của một Run). Hình sau đây là một record MFT chứa thông tin của một file. Hình 4.21 là một record MFT cho một file ngắn (ngắn ở đây có nghĩa là tất cả các thông tin về các block của file chứa vừa trong một record MFT). File này gồm 9 block, nó chứa 3 Run: Run #1 gồm 4 block từ 20 đến 23, Run #2 gồm 2 block từ 64 đến 65 và Run #3 gồm 3 block từ 80 đến 82. Mỗi Run được ghi vào record MFT theo từng cặp (địa chỉ block đĩa, tổng số block). Unused Hình 4.21: Một record MFT cho 1 file có 3 run, gồm 9 block Standa rd Infor Record Header Stand ard Infor Header File Name File Name Header Data Header Header Run #1 Run#3 Infor about data blocks (thông tin về các block dữ liệu) Run#2 64-65 80-82 Các block đĩa 0 9 20 64 80 2 3 4 20-23 Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e V i e w e r w w w . d o c u - t r a c k . c o m Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e V i e w e r w w w . d o c u - t r a c k . c o m Cần chú ý rằng không có giới hạn trên cho kích thước của các file được trình bày theo cách này. Trong trường hợp thiếu địa chỉ nén, mỗi cặp cần có 2 số 64-bít trong tổng số 16 byte. Tuy nhiên một cặp có thể tượng trưng cho một triệu hoặc hơn nữa các block đĩa liên tiếp. Trên thực tế, một file 20 Mb bao gồm 20 Run của 1 triệu block 1 Kb, mỗi Run được đặt trong một record MFT. Khi lưu trữ một file có kích thước lớn (số lượng block lớn) hoặc thông tin của file có sự phân mảnh lớn thì các lưu trữ các block của nó trong MFT được trình bày như trong hình sau: Trong hình sau ta thấy record cơ sở của file nằm ở record MFT 102. Nó có quá nhiều Run trên một record MFT, vì thế hệ thống cần phải có nhiều record mở rộng, ở đây là thêm 2 record mở rộng, và đặt chúng vào record cơ sở. Phần còn lại của record cơ sở được sử dụng cho k Run đầu tiên. Khi tất cả các byte trong record 102 đã được dùng hết, thì các run được tích lũy sẽ tiếp tục với record MFT 105. Khi nhiều run được sắp xếp vào hết trong record này hay khi record này đã đầy thì phần run còn lại sẽ vào record MFT 108. Theo cách này, nhiều record MFT có thể được dùng để quản lý các file lớn khác . 10 9 … 10 8 Run n+1 Run# m Record m ở rộng 2 10 7 10 6 10 5 Run #k+1 Run #n Record mở rộng 1 10 4 10 3 10 2 MFT 105 MFT10 8 Run#1 Run #k Record cơ sở 10 1 Hình 4.22: Các record MFT của một file lớn Một vấn đề nảy sinh là nếu cần quá nhiều record MFT thì sẽ không đủ chổ Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e V i e w e r w w w . d o c u - t r a c k . c o m Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e V i e w e r w w w . d o c u - t r a c k . c o m trong MFT cơ sở để liệt kê tất cả các chỉ mục của chúng. Có một giải pháp cho vấn đề này là thực hiên không lưu danh sách phần đuôi mở rộng của các record MFT (chẳng hạn, được lưu trử trên đĩa thay vì trên bản ghi MFT cơ sở). Lúc đó, kích thước của file có thể phát triển lớn đến một mức cần thiết. Một số kỹ thuật được hỗ trợ bởi hệ thống file NTFS Lập bảng chỉ mục Trong hệ thống file NTFS, một danh mục file là một chỉ mục đơn của các tên file, đó là một tập các tên file (cùng với các tham chiếu file của chúng) được tổ chức theo một cách đặc biệt để tăng tốc độ truy xuất file. Để tạo một danh mục, NTFS lập chỉ mục cho thuộc tính filename của các file trong thư mục. Một record cho thư mục gốc của volume được đưa ra ở hình 4.23 sau đây. Hình 4.23: Chỉ mục tên file cho thư mục gốc của volume Một emtry MFT cho một thư mục chứa trong thuộc tính index root của nó một danh sách được sắp xếp của các file trong thư mục. Đối với các thư mục lớn, tên file thực tế được lưu trữ trong các vùng đệm chỉ mục (index buffer) có kích thước cố định là 4Kb, index buffer này chứa và tổ chức các tên file. Index buffer cài đặt cấu trúc dữ liệu cây b+, nhờ đó mà cực tiểu được số lần truy cập trực tiếp đĩa cần thiết để tìm đến một file, đặc biệt là đối với các thư mục lớn. Thuộc tính Index root chứa cấp đầu tiên của cây b+ và trỏ đến Index buffer chứa cấp tiếp theo. Hình 4.23 trình bày các tên file trong thuộc tính index root và index buffer (file5), nhưng mỗi entry trong index cũng chứa tham chiếu file trong MFT, nơi chứa các thông tin mô tả, kích thước, timestamp của file. NTFS nhân đôi thông tin về timestamp và kích thước file từ record MFT của file. Kỹ thuật này được sử dụng bởi FAT và NFTS, yêu cầu được cập nhật thông tin để ghi vào cả hai nơi. Do đó, nó tăng tốc độ đáng kể cho các thao tác duyệt thư mục vì nó cho phép hệ thống file hiển thị timestamp và kích thước file của mỗi file mà không cần mở mỗi file trong Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e V i e w e r w w w . d o c u - t r a c k . c o m Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e V i e w e r w w w . d o c u - t r a c k . c o m thư mục. Thuộc tính index allocation ánh xạ các VCN của cả Run index buffer mà nó chỉ báo nơi index buffer thường trú trên đĩa. Thuộc tính bitmap theo dõi các VCN trong index buffer là đang được sử dụng hay đang rỗi. Hình trên cho thấy một entry file trên VCN, nhưng các entry filename thực tế được đóng gói trong mỗi cluster. Một index buffer 4Kb có thể chứa từ 20 đến 30 entry filename. Cấu trúc dữ liệu cây b+ là một kiểu cây cân bằng, nó là ý tưởng cho việc tổ chức sắp xếp dữ liệu được lưu trữ trên đĩa bởi vì nó cực tiểu số lần truy cập đĩa cần thiết để tìm đến một entry. Trong MFT, một thuộc tính index root của thư mục chứa nhiều filename mà nó đóng vai trò như là các chỉ mục vào cấp thư hai của cây b+. Mỗi filename trong thuộc tính index root có một con trỏ tùy chọn được kết hợp với nó để chỉ đến index buffer. Index buffer mà nó chỉ đến chứa các filename với giá trị (về mặt tự điển) ít hơn sở hữu của nó. Trong hình trên, file4 là entry cấp đầu tiên trong cây b+, nó chỉ đến một index buffer chứa các filename mà ít hơn chính nó, đó là cá filename file0, file1, và file3. Lưu trữ tên file trong cây b+ mang lại nhiều thuận lợi. Việc tìm kiếm thư mục sẽ nhanh hơn vì filename được lưu trữ theo thứ tự được sắp xếp. Và khi một phần mềm cấp cao đếm các file trong thư mục, NTFS sẽ trả lại tên file vừa được sắp xếp. NTFS cũng cung cấp sự hỗ trợ cho chỉ mục dữ liệu bên cạnh filename. Một file có thể có một đối tượng ID được gán cho nó, ID của file được lưu trữ trong thuộc tính $OBJECT_ID của file. NTFS cung cấp một API cho phép các ứng dụng mở file bằng các đối tượng ID của file thay vì dùng tên file của nó. Do đó, NTFS phải tạo ra một tiến trình để chuyển đổi một đối tượng ID thành số file của file một cách hiệu quả. Để thực hiện được điều này NTFS lưu trữ một ánh xạ của tất cả các đối tượng ID của volume thành số tham chiếu file của chúng trong một file metadata \$Extend\$ObjID. NTFS sắp xếp các đối tượng ID trong file nói trên như chỉ mục filename mà ta đã dề cập ở trên. Chỉ mục đối tượng ID được lưu trữ như là cây b+. Ánh xạ bad-cluster Các thành phần quả lý đĩa logic trong windows 2000 như FDISK (đối với basic disk) và LDM (đối với các dynamics disk), có thể khôi phục dữ liệu tại các bad- sector trên các đĩa có khả năng chịu lỗi (fault tolearant disk), với điều kiện đĩa phải sử dụng chuẩn SCSI và còn các sector trống trên đĩa. Các volume chịu lỗi là các volume thuộc loại Mirrored và RAD-5. Hệ thống file FAT và thành phần quản lý đĩa logic của nó không thể đọc dữ liệu từ các bad-sector cũng như không thể phát sinh thông báo khi ứng dụng đọc dữ liệu tại bad-sector. NTFS thay thế một cách tự động các cluster chứa bad-sector và theo dõi bad- Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e V i e w e r w w w . d o c u - t r a c k . c o m Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e V i e w e r w w w . d o c u - t r a c k . c o m cluster vì thế nó không được sử dụng lại sau này. Khi bộ phận quản lý volume trả về cảnh báo bad-sector hoặc khi bộ điều khiển đĩa cứng trả về lỗi bad-sector, NTFS sẽ tìm một cluster mới để thay thế cluster chứa bad-sector. NTFS copy dữ liệu mà bộ phận quản lý volume khôi phục được vào cluster mới để thiết lập lại sự dư thừa dữ liệu. Hình 4.24.a cho thấy một record MFT cho một file của người sử dụng với một bad-cluster trong một trong các Run dữ liệu của nó. Khi nó nhận được lỗi bad- sector, NTFS gán lại cluster chứa bad-sector vào tập bad-cluster của nó. Điều này ngăn cản hệ thóng cấp bad-cluster cho các file khác. Sau đó NTFS tìm một cluster mới cho file và thay đổi ánh xạ VCN-to-LCN để chỉ đến cluster mới. Hình 4.24.a: Record MFT cho một File có bad-cluster Ánh xạ lại bad-cluster trong hình sau. Cluster 1357 có chứa bad-sector, được thay thế bằng cluster mới 1049. Nếu bad-sector ở trên volume redundant, thì bộ phận quản lý volume sẽ khôi phục dữ liệu và thay thế sector nếu có thể. Nếu không thể thay thế sector thì nó sẽ trả về một cảnh báo cho NTFS và NTFS sẽ thay thế cluster chứa bad-sector đó. Hình 4.24.b1: Ánh xạ lại bad-cluster Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e V i e w e r w w w . d o c u - t r a c k . c o m Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e V i e w e r w w w . d o c u - t r a c k . c o m . logic của nó không thể đọc dữ liệu từ các bad-sector cũng như không thể phát sinh thông báo khi ứng dụng đọc dữ liệu tại bad-sector. NTFS thay thế một cách tự động các cluster chứa bad-sector. tìm một cluster mới để thay thế cluster chứa bad-sector. NTFS copy dữ liệu mà bộ phận quản lý volume khôi phục được vào cluster mới để thiết lập lại sự dư thừa dữ liệu. Hình 4.24.a cho thấy. một file của người sử dụng với một bad -cluster trong một trong các Run dữ liệu của nó. Khi nó nhận được lỗi bad- sector, NTFS gán lại cluster chứa bad-sector vào tập bad -cluster của nó. Điều