Evolucion Fs

Evolución de los
sistemas de archivos
en Linux
Mario Medina C.
Depto. Ing. Eléctrica, UdeC
mariomedina@udec.cl
24-Oct.-2009

2009 Encuentro Linux

Tópicos a tratar
• Sistemas de archivos tradicionales
 El sistema de archivos Ext2

• Sistemas de archivos basados en
bitácoras (journaling)
 El sistema de archivos Ext3

• Sistema de archivos actuales
 El sistema de archivos Ext4
 Otros24-Oct.-2009

2009 Encuentro Linux

Sistemas de archivos
• Sistemas de archivos ven un medio de
almacenamiento masivo como un vector
de bloques
 Bloques típicamente son de 1, 2 ó 4 KiB
 Datos se almacenan en sectores de 512 bytes
Vector de bloques
0

24-Oct.-2009

2009 Encuentro Linux

n-1

Almacenando un archivo
• Almacenar los datos del archivo y Nodo índice
(Nodo-i)
los metadatos
 Nodo índicecontiene índices de los
bloques de datos
 Nombre se almacena en el directorio

Dueño
Tipo

Tamaño
1 11 13 14
17 18 20 5
6

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21

Bloques de disco
24-Oct.-2009

7

2009 Encuentro Linux

Índice de
bloques

Breve historia
• Linus Torvalds
• MINIX
• Andy Tanenbaum

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MINIX y Linux
• MINIX
 Plataforma, guía yfuente de inspiración para
desarrollar Linux

• Linux
 Primera versión del kernel en 1991
 Inicialmente, utilizaba el sistema de archivos
de MINIX
Basado en Berkeley FFS
Simplificado para la enseñanza
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MINIX FS
• Sistema de archivos de tamaño máximo
64 MiB
• Archivos de tamaño máximo 64 MiB
• Directorios tienen tamaño fijo
• Nombres de archivos limitados a14
caracteres
• Bloques de 1 KiB
• Punteros a bloques de 16 bits
24-Oct.-2009

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Sistema de archivos Ext
• Sistema de archivos extendido (Extended
File System)






Liberado en 1992 para reemplazar MINIX FS
Sistema de archivos de tamaño máximo 4 TiB
Archivos de tamaño máximo 2 GiB
Nombres de archivos de 255 caracteres
Ineficiente!
Maneja bloques libres y nodos-I comolistas
encadenadas

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Sistema de archivos Ext2
• Segundo sistema de archivos extendido
(Extended File System 2)







Aparece en 1993
Sistema de archivos de tamaño máximo 4 TiB
Archivos de tamaño máximo 2 GiB
Directorios de tamaño variable
Nombres de archivos de 255 caracteres
Eficiente y robusto

24-Oct.-2009

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Sistema de archivos Ext2
•Divide el disco en n grupos de bloques
 m bloques de datos
 i nodos-i asociados a los archivos en el grupo
Grupo 0

Super
bloque
1
bloque
24-Oct.-2009

Descriptores
de grupos
n
bloques

Grupo 1

.....

Bitmap
Bitmap Tabla de
bloques
nodos-i nodos-i
datos
1
bloque

1
i
bloque bloques

2009 Encuentro Linux

Grupo n - 1

m Bloques de datos
m
bloques

Contenido de un grupo
•
•
•
•
•
•

m bloquesde datos
i nodos-i
Bitmap de bloques libres en el grupo
Bitmap de nodos-i libres en el grupo
Copia del superbloque
Copia de los descriptores de todos los
grupos

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Superbloque
• Contiene información de todo el sistema









Número total de nodos-i
Tamaño total en bloques
Tamaño del bloque (1, 2 ó 4 KiB)
Tamaño del nodo-i (128 bytes)
Número total debloques libres
Número total de nodos-i libres
Número de bloques y nodos-i por grupo
Contador de operaciones de montaje

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Descriptor de grupo
• Cada grupo tiene su propio descriptor
• Replicado en cada grupo (n copias)
 Número de bloque del bitmap de bloques de
datos
 Número de bloque del bitmap de nodos-i
 Número de bloque del primer bloque de datos
 Contador debloques de datos libres
 Contador de nodos-i libres
 Número de directorios en el grupo
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Nodo-i
• 128 bytes de longitud
 Tipo del archivo (archivo, directorio, socket,
enlace, etc.)
 Tamaño del archivo en bytes
 Tamano del archivo en bloques
 Dueño del archivo
 3 marcas de tiempo
Fecha y hora de creación
Fecha y hora de última modificación
Fecha y...