Sistemas de Archivos F2FS

Sistemas
De
Archivos
F2FS

Borja Gay Flores
2º Curso de Ingeniería Informática

INTRODUCCIÓN
F2FS (Flash-Friendly File System) es un sistema de archivos creado por Kim Jaegeuk,
de Samsung, para el núcleo Linux y lanzado junto a Linux 3.8 en Febrero de 2013.
Este sistema fue creado con el objetivo de tener un sistema de archivos que desde el
principio tuviera en cuenta lascaracterísticas de los dispositivos de almacenamiento
basados en memorias flash NAND, como las unidades de estado sólido (SSD) y las
tarjetas eMMc y SD.
Samsung eligió un enfoque long-structured file system (Sistema de archivos en el que
los datos y metadatos son escritos secuencialmente en un buffer circular llamado log),
pero solucionando los problemas conocidos de los antiguos long-structured filesystem
(efecto bola de nieve, arboles errantes y alta sobrecarga de la limpieza).

Diseño
Diseño del Disco:
Se divide el volumen en segmentos de 2MB, un conjunto de segmentos consecutivos
constituye una sección y un conjunto de secciones constituye una zona.
F2FS separa el volumen en 6 areas, las cuales, salvo el Superbloque, constan de varios
segmentos:
Superbloque (SB): Se encuentra alprincipio de la partición, en el existen dos copias
para evitar la caída del sistema de archivos. Contiene la información básica de la
partición y algunos de los parámetros por defecto del F2FS.
Punto de Control (CP): Contiene información del Sistema de archivos, los mapas de
bits para la válida NAT / SIT conjuntos, listas huerfanas de inodos y entradas resumidas
de segmentos activos actuales.Tabla de Información de Segmento (SIT): Contiene la información de los segmentos,
como número de bloque válido y de mapa de bits para la validez de todos los bloques.
Tabla de Dirección de Nodo (NAT): Se compone de una tabla de direcciones de
bloque para todos los bloques de nodos almacenados en el Área principal.
Área de Resumen de Segmento (SSA): Contiene las entradas de resumen, quecontienen la información del propietario de los bloques de datos y nodos almacenados
en el área principal.
Área Principal: Contiene datos de archivos y directorios, incluyendo sus índices.
Con el fin de evitar la falta de alineación entre el sistema de archivos y el
almacenamiento basado en flash, F2FS alinea la dirección del bloque de inicio de la PC
con el tamaño del segmento. Asimismo, sealinea la dirección de inicio del bloque de la
zona principal con el tamaño de la zona mediante la reserva de algunos segmentos en el
área de la SSA.
align with the zone size align with the segment size
_________________________________________________________________________
|
|
|
Segment
|
Node
|
Segment |
|
| Superblock | Checkpoint |
Info.
|
Address
|
Summary | Main |
|
(SB)|
(CP)
| Table (SIT) | Table (NAT) | Area (SSA) |
|
|____________|_____2______|______N______|______N______|______N_____|__N___|
.
.
.
.
.
.
._________________________________________.
|_Segment_|_..._|_Segment_|_..._|_Segment_|
.
.
._________._________
|_section_|__...__|_
.
.
.________.
|__zone__|

Estructura de Metadatos:
F2FS usa un esquema de puntos de control paramantener la consistencia del sistema de
archivos. En el momento del montaje, F2FS primero intenta encontrar los últimos datos
de los puntos de control válidos en los escaneos de la zona de Punto de Control.
A fin de reducir el tiempo de exploración, F2FS utiliza sólo dos copias de CP.
Una de ellas siempre indica los últimos datos válidos, esto es conocido como
mecanismo de copia sombra. Además deCP, NAT y SIT también adoptan el
mecanismo de copia sombra.
Para mantener la coherencia del sistema de archivos, cada punto de CP debe poseer
copias validas de NAT y SIT, como se muestra a continuación:
+--------+----------+---------+
|
CP
|
SIT
|
NAT
|
+--------+----------+---------+
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
+-------+-------+--------+--------+--------+--------+
| CP...