Linux 파일 시스템 이해 : inodes, 블록 크기 및 데이터 구조-리눅스-php.cn

Understanding Linux Filesystems: Inodes, Block Sizes, and Data Structures Linux 파일 시스템의 자세한 설명 : inode, 블록 크기 및 데이터 구조

Linux 파일 시스템은 운영 체제의 중요한 구성 요소이며 스토리지 장치에서 데이터의 저장 및 검색을 관리 할 책임이 있습니다. 이 기사는 Linux 파일 시스템의 주요 개념 (inode, block size 및 data structures)과 데이터를 효율적으로 관리하고 구성하기 위해 함께 작동하는 방법에 따라 다릅니다.

Linux 파일 시스템 기본 파일 시스템은 운영 체제가 데이터 저장 및 검색을 제어하기 위해 사용하는 방법 및 데이터 구조입니다. 스토리지 매체의 데이터를 별도의 부품으로 나누고 각 부품의 이름을 지정하여 데이터 격리 및 식별을 가능하게합니다. 특히 파일 시스템 관리는 다음과 같은 측면입니다

공간 관리 :

추적 저장 장치의 유휴 상태와 사용중인 영역을 추적합니다.

파일 이름 지정 :

는 파일을 디렉토리로 명명하고 구성 할 수 있도록합니다. 데이터 액세스 : 데이터를 읽고 쓰는 방법을 제공합니다.

데이터 무결성 :

는 실패시 데이터가 안정적으로 저장되고 복구되도록합니다.

Linux에서 일반적으로 사용되는 파일 시스템 유형은 다음과 같습니다.

ext2 (두 번째 확장 파일 시스템) : 초기 Linux 파일 시스템은 단순성과 안정성으로 알려져 있습니다. ext3 (세 번째 확장 파일 시스템) : ext2의 확장 버전은 충돌 후 신속하게 복구 할 수 있도록 로깅 기능을 추가했습니다.

ext4 (네 번째 확장 파일 시스템) :

ext3의 향상된 버전은 더 큰 파일과 볼륨, 더 빠른 성능 및 더 높은 신뢰성을 지원합니다. btrfs (b 트리 파일 시스템) : 스냅 샷, 풀링 및 데이터 및 메타 데이터의 체크섬과 같은 고급 기능이있는 최신 파일 시스템.

XFS :

는 특히 큰 파일 및 대형 파일 시스템에 적합한 고성능 및 확장 성으로 잘 알려져 있습니다. ZFS (Zettabyte 파일 시스템) : 데이터 무결성 확인, 스냅 샷 및 내장 RAID 지원과 같은 기능이있는 강력한 파일 시스템.

inode : 파일 시스템의 초석 inode는 파일 또는 디렉토리에 대한 정보를 저장하지만 이름이나 실제 데이터를 포함하지 않는 데이터 구조입니다. 각 파일 또는 디렉토리에는 객체에 대한 메타 데이터가 포함 된 연관된 inode가 있습니다.
파일 유형 :
(일반 파일, 디렉토리, 상징적 링크 등) 권한 : (사용자, 그룹 및 기타 사용자에 대한 권한을 읽고, 쓰고, 실행하고 실행) 소유자 : (사용자 ID 및 그룹 ID) 파일 크기
timestamp :
(생성 시간, 수정 시간 및 마지막 액세스 시간) 링크 수 : (inode를 가리키는 하드 링크 수) 저장 장치의 실제 데이터 블록에 대한 포인터 inode는 파일 시스템 데이터 구조의 핵심 부분입니다. 일반적으로 실제 파일 데이터 저장 위치 인 데이터 블록에 대한 포인터가 포함되어 있습니다. 이 포인터는 다음과 같습니다.
직접 포인터 :
데이터 블록을 직접 가리 킵니다. 간접 포인터 :
데이터 블록에 더 많은 포인터를 포함하는 블록을 가리 킵니다.
이중 간접 포인터 : 포인터 포인터 블록이 포함 된 블록을 가리 키십시오.
트리플 간접 포인터 :
이 계층 구조를 더 확장하여 매우 큰 파일을 효율적으로 관리 할 수 있습니다. 각 inode에는 inode 번호라는 고유 식별자가 있습니다. 파일 시스템은이 숫자를 사용하여 Inode 및 관련 데이터에 액세스합니다. 파일에 액세스 할 때 운영 체제는 inode 번호를 사용하여 inode를 찾아 내고 Inode는 파일 데이터 블록에 액세스하는 데 필요한 정보를 제공합니다.

블록 크기 : 데이터 저장 장치 블록은 파일 시스템에서 가장 작은 데이터 스토리지 단위입니다. 블록 크기는 데이터 저장의 세분성을 결정하고 파일 시스템의 성능 및 효율에 영향을 미칩니다. 일반적인 블록 크기는 512 바이트, 1kb, 2kb, 4kb 및 8kb입니다. 블록 크기 선택은 파일 시스템의 성능과 저장 공간 폐기물 (내부 조각화라고 함)에 크게 영향을 줄 수 있습니다. 올바른 블록 크기를 선택하는 것은 몇 가지 요인에 따라 다릅니다.
파일 크기 분포 :
파일 시스템이 많은 작은 파일을 저장하는 경우 더 작은 블록 크기가 낭비되는 공간을 줄이는 것이 바람직합니다. 반대로 큰 파일의 경우 더 큰 블록 크기가 성능을 향상시킬 수 있습니다. 성능 요구 사항 : 큰 블록 크기는 대규모 순차적 판독 및 쓰기 작업의 효율성을 향상시킬 수 있지만 작은 임의의 I/O 작업의 오버 헤드를 증가시킬 수 있습니다.

스토리지 효율 :
더 작은 블록 크기는 낭비 공간을 줄이지 만 더 많은 블록을 관리하는 오버 헤드를 증가시킬 수 있습니다.

Linux 파일 시스템의 데이터 구조 파일 시스템은 데이터를 효율적으로 구성하고 관리하기 위해 다양한 데이터 구조에 의존합니다. 이러한 구조는 데이터가 효율적으로 저장, 액세스 및 유지 보수되도록합니다. Linux 파일 시스템의 주요 데이터 구조에는 다음이 포함됩니다
inode :
위에서 언급했듯이 파일 및 디렉토리에 대한 메타 데이터를 저장합니다. SuperBlock : 에는 크기, 블록 크기 및 기타 주요 구조의 위치와 같은 파일 시스템 자체에 대한 정보가 포함되어 있습니다.
블록 그룹 :
더 큰 파일 시스템은 블록 그룹으로 나뉘어지고, 각 블록 그룹에는 관리 및 성능을 향상시키기 위해 블록, inodes 및 관련 데이터 구조 세트가 포함되어 있습니다. 비트 맵 :
파일 시스템에서 유휴 상태 및 중고 블록 및 inodes를 추적하는 데 사용됩니다.
디렉토리 구조, 파일 할당 및 여유 공간 관리
여기서는 디렉토리 구조, 파일 할당 방법 (연속 할당, 링크 할당, 인덱스 할당) 및 원본 텍스트에 언급되어 중복 된 내용을 피하기 위해 원래 텍스트에 언급 된 여유 공간 관리 (BITMAP, Free List)를 간략하게 요약합니다.
파일 시스템을 만들고 관리합니다
Linux에서 파일 시스템을 작성하고 관리에는 여러 명령과 도구가 포함됩니다. 일반적으로 사용되는 일부 명령에는 다음이 포함됩니다
: 저장 장치에서 새 파일 시스템을 만드는 데 사용됩니다. 예를 들면 :
: 파일 시스템 매개 변수를 조정하는 데 사용됩니다. 예를 들면 :
: 파일 시스템을 장착하고 제거하는 데 사용됩니다. 예를 들면 :
성능 모니터링 및 최적화

파일 시스템 모니터링 시스템 성능은 병목 현상을 식별하고 설정을 최적화하는 데 도움이 될 수 있습니다. ,
및
와 같은 도구는 파일 시스템 사용 및 성능에 대한 귀중한 통찰력을 제공합니다.
파일 시스템 로깅, 스냅 샷 및 백업 파일 시스템 로깅, 스냅 샷 및 백업 정책은 원래 텍스트에 언급 된 파일 시스템 로깅, 스냅 샷 및 백업 정책이 중복 된 내용을 피하기 위해 간략하게 요약되어 있습니다. mkfs mkfs.ext4 /dev/sdX1 파일 시스템 개발의 미래 추세
파일 시스템의 개발은 여전히 발전하고 있으며, 신흥 기술은 성능, 확장 성 및 신뢰성을 향상시키는 데 중점을 둡니다. 가능한 미래의 트렌드는 다음과 같습니다.
결론 tune2fs tune2fs -l /dev/sdX1 inode, 블록 크기 및 데이터 구조는 Linux 파일 시스템의 필수 구성 요소입니다. 이러한 개념을 이해하는 것은 파일 시스템의 효율적인 관리 및 최적화에 필수적입니다. Inode는 메타 데이터 및 포인터를 데이터 블록으로하여 파일 시스템에서 데이터를 구성하고 관리합니다. 시스템 관리자, 개발자 및 Linux를 사용하는 사람에게는 중요합니다. 이러한 개념을 마스터하면 효율적이고 신뢰할 수있는 데이터 저장 및 검색, 성능을 최적화하며 데이터를 효과적으로 관리하고 보호 할 수 있습니다.