title : 文件系统（上）

title : 文件系统

time:5/5/2006 3:19:44 PM

第一、   JFS概念

创建日志型文件系统需要的参数：i－node的数量，Allocation Group（分配组）的大小，（Fragment）碎片的大小，日志型文件系统的日志的大小和文件系统的大小。

1、  Logic block-逻辑块

日志型文件系统建立在lv上，而它也会把lv分成等大的单元，这些单元叫logicBlock，大小一般是4K，相当于内存页的大小，所以也叫页。（疑问：logic Block跟lv下的LP概念应该是一样的，默认大小也是4k，2者是什么关系呢？）

2、碎片（Fragment）

一个逻辑块可以分成多个Fregment，是日志型文件系统的最小分配单元。

3、逻辑块的存在方式

I：LVCB,保存在第一块4K的空间上，块号为0。

II：超级块（Superblock）主超级块是块号为1的逻辑块。它主要记录了文件系统的大小、名字，日志设备的位置，版本号及文件系统的状态等信息。块号31的逻辑块是主逻辑块的备份，称为次逻辑块。（疑问：如果这个fs只要2个lp，那么那里来31号的逻辑块呢？）

III：Allocation Groups:文件系统除去上面所说的逻辑块，就是分配单元，当一个分配单元分配给目录和文件的时候，分配组就由数据块和涉及这些数据块的i-node组成。分配组的作用就是确定数据存储的物理位置。

特别不清楚的一个重要内容是这样描述：逻辑块不是有形的实体，然而逻辑块中的数据占据着磁盘的物理存储空间。逻辑块包括文件和目录，每个文件和目录由0和多个逻辑块组成。

4、超级块数据结构

# dumpfs /dev/hd4

/dev/hd4:

 

magic                   0x65872143      cpu type                0x0

file system type        0               file system version     1

file system size        32768           fragment size           4096

block size              4096            allocation group size   2048 (frags)

inodes/allocation grp   4096            compress                0

file system name        /               volume name             root

log device              0xa0003         log serial number       0x4f

file system state       1               read only               0

last change             Mon May  1 12:19:44 BEIDT 2006

。

。

。

这里显示了superblock的数据结构中记录所有信息。具体的含义目前不清楚，先有一个感性认识吧。

5、文件系统的碎片

之前我们已经提到过碎片，现在详细描述一下。

产生的原因：有时候文件很小，如果按逻辑块分配空间，那么一个1K的文件就占有4K的空间，会造成系统空间大大浪费。特别在系统中有大量小文件的情况下，问题就更加严重。所以把逻辑块分成更小的存储空间。这就是Flagment。

保存：在i-node和间接块中用一个28bit的数来保存碎片。

整理：defragfs命令可以整理存在大量的残片的磁盘。

 

6、每个i节点拥有的字节数（nbpi）

每个文件或目录都有一个i节点（index Node），它包含了文件或目录的基本信息，如文件的类型、访问的权限、主用户ID和文件连接数等等。

早期采用固定i节点数，每个i节点管理固定4k空间的方法，但是限制了文件的大小。

在采用碎片后，就增加了i节点的数量(Number of Byte Per i-node)，这个概念比较难理解，看一个例子。

【例子】要创建一个8MB的文件系统，同时要求nbpi指为4098byte，也就是说每一个i节点可以控制一个4096字节的数据块。那么这个文件系统有？个i节点？

 计算：8（MB）*1024 *1024 \4096(KB)=2048个

反过来可以知道，nbpi是文件系统大小（KB）i节点数量的比率。

 

7、分配位图(Allocation Bitmap)

I.碎片分配映射图（Fragment Allocation Map）;记录碎片分配状态。

II.磁盘i节点位图（Disk i-node Bitmap）：记录i节点的状态。

 

8、分配组（Allocation Group）

分配组包含i节点和数据块，这样就能够使i节点和数据块分散在整个文件系统中，使得i节点的存放位置和它指向的数据块位置在物理上尽可能靠近。这样可以提供磁盘的性能。

# lsfs -q /

Name            Nodename   Mount Pt               VFS   Size    Options    Auto Accounting

/dev/hd4        --         /                      jfs   32768   --         yes  no

  (lv size: 32768, fs size: 32768, frag size: 4096, nbpi: 2048, compress: no, bf: false, ag: 8)

默认的ag是8MB，用上门的方法可以查询到某个fs的ag。单位就是MB了。

 

9、压缩的日志型文件系统

AIX4.3～5L支持，好像是一个过渡产品。并且不可以在/,/usr文件系统上使用压缩。

 10、JFSlog

  日志的作用是作为快速度修复的一个办法。文件系统所需的log大小可以这样算出来：

4GBfs需要2Mblog空间。那么100G空间大约需要50M空间。另外日志文件大小跟应用的I/O写操作是相关的。

11、i节点（Index Node）

反复接触的i节点现在才出场，i节点是保存文件的控制信息和数据块位置信息，就是指向文件数据块的一个指针。另外系统也保留了1个管理所有空闲i节点的位图表和管理所有空闲数据块的位图表。

一个访问文件过程大概如下：用户更加用户名访问文件，系统就会根据文件名查询对应的i节点，然后根据i节点号确定i节点的位置，最后根据i节点中地址找到存放文件具体内容的数据块。

先看看怎么获取文件i节点号

# ls -i now.txt

   17 now.txt

 

下面再看看i节点的内容：（JFS）

#date>now.txt

# istat now.txt

Inode 17 on device 42/4 File

Protection: rw-r--r--

Owner: 0(root)          Group: 3(sys)

Link count:   1         Length 31 bytes

 

Last updated:   Sat May 06 03:35:43 2006

Last modified:  Sat May 06 03:35:43 2006

Last accessed:  Sat May 06 03:36:05 2006

最后重点提一下，JFS和JFS2在结构上存在很大的差异，应该加以领会。下面开始学习fs相关的命令操作。

 

第二、   操作命令

1、  直接创建文件系统：crfs

# crfs

Usage: crfs -v Vfs {-g Volumegroup | -d Device} -m Mountpoint

        [-u Mountgroup] [-A {yes|no}] [-t {yes|no}] [-p {ro|rw}]

        [-l Logpartitions] [-n nodename] [-a Attribute=Value]

分析一下JFS文件系统属性

－a ag={8,16,32,64}

bf={true|false}//是否允许创建巨型文件的文件系统

compress={no|LZ}压缩算法

frag={512|1024|2048|4096}文件碎片

logname= lvname//指定日志文件的卷名，默认是使用卷组已存在的日志设备。

nbpi={512|1024|..65536|131072}//指定每个i节点拥有的字节数。默认是4096byte。

size=Value //可以使用M/G表示单位mb/gb.

 

2、  在已经存在的设备上创建文件：mkfs

# mkfs

Usage: mkfs [-b BootProgram] [-i Inodes] [-l Label] [-o Options] [-p Prototype]

        [-s Size] [-v VolumeLabel] [-V vfs] {Device|Filesystem}

这个设备是指已经在/dev 下存在的目录。这个命令是利用现成的设备文件来建立文件系统，但是测试时没有搞懂，重点关注一下Device参数，如果这个参数一个块设备名、RAW名或文件系统名，如果是文件系统名mkfs就会从/etc/filesystems获取其他参数。

       如果参数是lv，mkfs就会初始化（格式化）lv、文件系统标签、启动块。

3、  在已经存在的逻辑卷上创建文件系统。smit crjfsstd

                      Add a Standard Journaled File System

 

Type or select values in entry fields.

Press Enter AFTER making all desired changes.

 

                                                        [Entry Fields]

*LOGICA   LVOLUME    name   []                                     +

* MOUNT POINT                                        []

  Mount AUTOMATICALLY at system restart?             no                    +

  PERMISSIONS                                       read/write            +

  Mount OPTIONS                                    []                     +

  Start Disk Accounting?                              no                      +

  Fragment Size (bytes)                               4096                    +

  Number of bytes per inode                           4096                    +

  Allocation Group Size (MBytes)                      8                       +

 

4、  创建RAM DISK文件系统

创建内存文件系统之前先在创建内存盘 #mkramdisk –[u] size [M|G]。此命令在属于bos.rte.filesystems文件集，由于本机目前没有这个文件集。无法试验。这个命令比较简单，ramdisk会在系统重启后自动删除，需要手动删除使用rmramdisk。创建一个20M的ramdisk可以使用这样的过程。

＃mkramdisk 40000（20×512）

/dev/rramdisk0

＃mkfs –V jfs /dev/ramdisk0

＃mkdir /ramdisk

＃mount

 

5、  监视文件系统

a：/etc/filesystems的文件结构及表示的属性

/home:	文件安装点
dev       = /dev/hd1	逻辑设备，一般是逻辑卷
vol       = "/home"	卷标
mount     = true	安装方式见1
check     = true	是否在fsck默认情况下检查
free      = false
vfs       = jfs	Mount的类型，一个是jfs、jfs2、cdrfs、nfs
log       = /dev/hd8	此文件系统的日志设备，
account = false	是否记帐
type＝
size＝	大小（512byte为单位）
nodename＝	节点名，如果为nfs则有此字段，否则没有.
options	mount 时的选项

1可以有automatic：系统启动时自动安装；true：mount all会处理的。当然系统启动时候会运行mount all一次。umount同样有效；false：不会自动安装需要手动安装；readonly：只读的安装方式。

b./etc/vfs

%defaultvfs     jfs     nfs //默认的文件系统类型

[fs类型名 类型代码 安装助手路径    助手程序路径名]

cdrfs   5       none                    none

jfs     3       none                    /sbin/helpers/v3fshelper

????:何为安装助手?何为助手??

 

c.用lsfs命令

# lsfs

Name   Nodename   Mount Pt    VFS   Size    Options    Auto  Accounting

/dev/hd4        --         /      jfs   32768    --         yes   no

# lsfs -q

Name  Nodename    Mount Pt     VFS   Size    Options    Auto  Accounting

/dev/hd4        --         /       jfs   32768   --         yes    no

(lv size: 32768, fs size: 32768, frag size: 4096, nbpi: 2048, compress: no, bf: false, ag: 8)

# lsfs -c // 使用冒号隔开,方便编程处理

#MountPoint:Device:Vfs:Nodename:Type:Size:Options:AutoMount:Acct

/:/dev/hd4:jfs::bootfs:32768:rw:yes:no

 

d.检查文件系统空间使用情况 :df

df  [-P] | [-I Mitv] [-k] [-s] [filesystem ...] [file ...]

这个命令在日常维护中非常重要,这样可以发现很块满的文件系统.需要进行清理或者扩充了.另外留意一下，df只能检查已经mount的文件系统。

-v显示说有信息

-I 显示使用的i节点数.

特别说明其中一种用法:

# df now.txt

Filesystem    512-blocks      Free          %Used    Iused   %Iused    Mounted on

/dev/lv01         262144    253704           4%       21     1%   /home/ftpDir

如果指定file参数,会返回file所在文件系统的情况。

 

e．显示文件大小

这个操作应该ls –l 也可以做到。另外du也可以，并且这2个操作返回结果是有差异的。

# ls -l now.txt  //返回文件本身大小，以byte计算。

-rw-r--r--   1 root     sys           31 May 06 03:35 now.txt

# du now.txt //返回512byte为单位的块数。

1       now.txt

两者的关系应该跟windows中的文件大小和占有的空间大小类似。比如上面now.txt文件是31byte大，但是它必须占有1个Flagment大小的空间。