Unixファイルシステムの歴史

UNIXファイルシステムの歴史

2011/10/15
Lions Commentary on unix
読書会 2011合宿ＬＴ

まごろく

Who am I
� 新横浜在住
� 得意分野
� 仮想記憶、ファイルシステム
� UNIX, BSD, Solarisなど
� Androidのプラットフォーム層
� 参加コミュニティ
� FLOSS桜山
� 名古屋GeekBar
� 横浜Android PF部
� Android名古屋つ部（配信係り）

UNIXのファイルシステム
� 無構造なバイトストリーム
� 事前の領域割り当てが不要
� 木構造の名前空間
� 複数のDiskを木構造に接木

４０年を経ても変わらない
現代のファイルシステムの標準

V6の実装
� inodeがファイルの実体
� ファイルを作成＝disk 上のinodeを割り当て
� ファイルには複数の名前を付与できる

� ディレクトリファイル
� ファイル名とinode番号の対応を格納

４０年を経ても変わらない
ファイルシステムの実装

ファイルシステムの種類
� 第一世代 BlackBoard FS
� Ｖ6、V7、SystemⅢ、SystemⅤ、SVR4 s5
� MinixFS、ext

� 第二世代 FFS
� 4.2BSD～
� ext2

� 第三世代 FFS+Jurnal
� FreeBSD XX?
� ext3

何を解決してきたのか
� 規模の課題
� RKディスク2Mbyte ATAディスクOver 2Tbyte
� ファイル名の制限
� ファイルサイズの制限
� 性能の課題
� 経年劣化
� ファイル検索
� 信頼性の課題
� fsck問題
� 異常時のデータ破損

ブロック管理方式
� リスト第一世代
� リストの始点から獲得・開放
� ファイルの獲得・開放を経て、離散化

� ビットマップ第二世代、第三世代
� １ビットが１ブロックに対応
� 割り当て時に隣接ブロックの検索が可能

� 遅延割り当て（remap)

ブロック管理単位
� 第一世代 512byte

� 第二世代、第三世代 4Kbyte以上
� Disk利用効率に課題
� フラグメント FFS

ファイル名
� 第一世代
� 固定長
� 第二世代以降
� 可変長
� Index,Hash,B-Tree

経年劣化
� 第一世代
� SuperBlock, InodeBlock, DataBlock
� 第二世代、第三世代
� SBIでグループ化 ClinderGroup
� SBI:SBI:SBI:SBI:SBI

� ヘッドの動きを最小化

� Zone Sectorの出現で陳腐化

連続割り当て
� 第一世代
� 不可、リスト構造の制約
� 第二世代、第三世代
� bitmapでfastfit, bestfit, mixfitなど
� Remap
� 小容量の連続書き込みで連続性を検出
� 未書き込みのデータの割り付けを再割り当て

信頼性の課題
� 第一世代、第二世代
� 初期は毎回動時にｆｓｃｋ
� mount protection

� 正常にumountした場合には、次回はパス

� panicすると結局復旧までに数時間

� ソフト的にatomincでもDiskの2点以上の更新

� 第三世代
� Journalの登場
� メタデータジャーナル・データジャーナル

第四世代または未分類
� reiserfs
� btrfs
� Zfs
� lfs
� Ｘｆｓ

ついていけません

Ｖ６を理解したら......
� 主要コンポーネントを世代別に見ていくと
� 課題ー＞解決ー＞課題ー＞解決
� 技術の堆積が読み取れる

ファイルシステムと仮想記憶がおもしろい

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