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Dateisysteme

Dateisysteme

Dateisysteme

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F. G.
Study
F. G.
Diese Lernkarten behandeln fortgeschrittene Konzepte von Dateisystemen, wie sie an Universitäten gelehrt werden. Sie decken Themen wie Datei- und Verzeichnisstrukturen, Partitionen, verschiedene Dateisysteme wie FAT, NTFS, ext3 und ext4 sowie deren Vor- und Nachteile ab. Die Karteikarten erklären auch die Funktionsweise von i-nodes, MFT-Records und Journaling. Ideal für Studierende der Informatik, die ein tiefes Verständnis der Dateisystemorganisation und -verwaltung erlangen möchten.
Flashcards
29
Students
4
Language
German
Category
Computer Science
Level
University
Created / Updated
24.05.2016 / 09.07.2016
  • 1  / 29

Flashcards

Wozu braucht man Dateisysteme

(5 Antworten)

1. Suchmöglichkeiten

2. Attribute, Zugriffsrechte

3. Wo hört die Datei auf?

4. Einbindung in Verzeichniss?

5. Wo steht speicherplatz zur verfügung?

Was ist das Grundgesetz der UNIX-Philosophie?

(3 Bsps)

Alles ist Datei!

Bsps:

Verzeichnisse

Geräte

Kernelschnittstellen (bei Linux)

Aus was ist die Struktur einer Festplatte aufgebaut

(4 Antworten)

1. MBR (Master-boot-record)

3. Partitionstabelle

3. Boot-Blöcke

4.Primäre Partitionen

Wie groß ist der MBR?

512 Byte

Was ist eine "aktive Partition"?

In der aktive Partition steht der Kernel-/Bootmanager (Linux: GRUB)

Wieviele Primäre Partitionen gibt es maximal und was muss man tun um mehr zu erhalten?

Es gibt maximal 4 Primäre Partitionen.

Mann kann erweiterte Partitionen über logische Laufwerke erhalten.

Nenne 4 Organisationsformen von Partitionen.

1. Zusammenhängende Speicherung

2. Verkettete Listen

3. File Allocation Table (FAT)

4. Index Nodes (i-Nodes)

Wie funktioniert Zusammenhängende Speicherung?

Nenne einen Vorteil und 2 Nachteile

   

Ein Root-Verzeichnis verweist auf andere Dateien/Verzeichnisse. Dateien werden zusammenhängend gespeichert.

Vorteil: sehr einfach

Nachteil: Verzeichnisse wachsen nicht mit.

Lücken können u.U. nicht aufgefüllt werden.

 

Wie funktioniert die verkettete Liste als Dateisystem? Nenne einen Vorteil und 2 Nachteile

In einem Verzeichnis auf einem extra Plattenblock stehen die Anfangsadressen des Plattenblocks jeder Datei. Von dort aus kann über einen Zeiger auf den nächsten Plattenblock der Datei zugegriffen werden, bis man zum Dateiende (Zeiger auf -1) kommt.

Vorteil:

Sehr flexibel da einzelne Blöcke beleget werrden können und somit weniger Speicherlücken entstehen.

Nachteil:

1. Langsam

 2. Daten und Verwaltungsinformation werden vermischt

Wie Funktioniert der File Allocation Table (FAT)

Nenne einen Vorteil.

Deutlich schneller als Verkettete Liste

Wie sind die Verzeichniseinträge unter MS-Dos aufgebaut?

?

Wie funktionieren Index Nodes? (i-nodes)

?

UNIX Dateisysteme: Was passiert beim kopieren einer Datei?

(Befehl)

1. Ein neuer Verzeichniseintrag wird erstellt.

2. Ein neuer i-node wird erstellt.

3.Plattenblöcke werden kopiert.

(cp datei1.txt kopie.txt)

UNIX Dateisysteme: Was passiert beim erzeugen eines Hardlinks?

Was ist besonders beim Löschen?

Nenne 2 Nachteile

(Befehl)

1.Ein neuer Verzeichniseintrag wird erstellt.

2.Der Verzeichniseintrag zeigt auf den selben i-node wie das Orginal.

3. An den Daten ändert sich nichts.

Die Datei bleibt solange bestehen, bis alle Hardlinks auf sie gelöscht sind.

Nachteil:

1.Funktioniert nur inerhalb einer Partition, da  die i-nodes zu einer Datei Teil des Dateisystems einer Festplattenpartition sind.

2.Hardlinks auf Verzeichnisse sind nicht zulässig.

(ln datei1.txt hardlink.txt)

UNIX Dateisysteme: Was Passiert beim erzeugen eines Symbolischen Links?

Nenne 2 Vorteile und einen Nachteil.

(Befehl)

 

1. Es wird ein neuer Verzeichniseintrag erstellt.

2. Dieser zeigt entweder direkt auf einen Pfad zur Orginaldatei oder aber auf einen i-node der auf den Pfad zeigt.(Kommt auf die länge des Pfades an).

Vorteile:

1. SymLinks können auf Dateien auf anderen Partitionen zeigen.

2. Man kann Symlinks auch auf Verzeichnisse anwenden.

Nachteil: Symlinks überprüfen nicht ob die Datei auf die sie zeigen noch exestiert oder umbenannt wurde->tote Links

(ln -s datei1.txt kopie.txt)

Beschreibe die Addressierung von Plattenblocks durch i-nodes.

?

?

Was kam beim ext3 Filesystem neu hinzu?

+Problemstellung (Warum wurde es eingeführt?)

+Beschreibung

Journaling

Problemstellung:

Da Schreiboperationen auf Fesplatte oft nur verzögert erfolgen (Caching) kann es passieren das nach einen Systemabsturz das Dateisystem inkonsistent ist,

Beschreibung:

  • Alle Operationen werden protokolliert und erst wenn sie abgeschlossen sind als erledigt gekennzeichnet (commit)
  • Nach einem Systemausfall können Operationen entweder lauf Protokoll zu ende geführt oder rückgänging gemacht werden

 

Was änderte sich beim ext4 Filesystem zu ext3?

(4 Antworten)

Kompabilität: Migration von ext3 nach ext4 möglich (aber nicht umgekehrt)

Größere Filesysteme/Dateien 

  • Blockadressen haben 48 bit (ext3: 32 bit)
  • Maximale Größe Filesystem 1 EB (ext3: 16 TB)
  • Maximale Dateigröße 16 TB (ext3: 2 TB)
  • Variable i-node Größe (default: 256 Byte)

Extents: Keine Adressierung einzelner Plattenblocks, sondern von zusammenhängenden Sequenzen von Blocks ("Extents") -> Schnellerer Zugriff v.a. beim Löschen

Multiblock Allocation: Freier Platz wird nicht blockweise allokiert, sondern in größeren Segmenten

Welche Arten von Einträgen gibt es bei Master File Table (3)

1. Dateieinträge

2. Verzeichniseinträge

3. Metadaten - Einträge (Zeiger auf Metadata-Einträge)

(zb. $Bitmap, $Secure, $...)

Nenne 4 Verbesserungen von NFTS

  • Größere Partitionen
  • komprimierte und verschlüsselte Partitionen
  • Dateinamen  können Unicode-Zeichen enthalten
  • Case-sensitive

Nenne ungefähre Blockgröße, max. Partitionsgröße, max Dateigröße  und max Anzahl von Dateien pro Partition

  • Blockgrößen zwischen 512 Bytes und 64 kB (Standard 4 kB)
  • Maximale Partitionsgröße (4 kB Cluster): ≈ 16 TB
  • Maximale Dateigröße: ≈ 16 TB  
  • Maximale Zahl von Dateien pro Partition: 232-1

Wie sind NTFS Partitionen organisiert?

Wie Datenbanken:

  • Hauptstruktur: Master File Table (MFT) 
  • Maximal 2^48 Records (je 1 kB)
  • Jeder Record beschreibt eine Datei oder ein Verzeichnis
  • MFT ist eine Datei

Wie ist eine NTFS Partition aufgebaut?

  1. NFTS Boot sector (Wo liegt der Kernel?)
  2. Master File Table ( muss nicht am Anfang liegen)
  3. Daten
  4. Master File Table Kopie (Redundanz)

Woraus besteht ein MFT Record?

  • Einem Header
  • Den Attributen (Name -Wert Paare)

Was ist der Unterschied zwischen Resident- und Nonresident Attributes? ( MFT Records)

  • Resident Attributes: Wert folgt dem Namen unmittelbar
  • Nonresident Attributes: Statt eines Wertes steht ein Verweis auf einen Plattenblock, der die Daten enthält

Nenne 5 Attribute die ein MFT Record umfasst

  • Standardinformationen: Flag Bits, DOS-Name, Zeiten, ...
  • File Name  Dateiname in Unicode (auch mehrfach – Links)
  • Attribute List  Weitere MFT-Records (falls nötig)
  • Object ID  64 bit Datei Identifier (eindeutig)
  • Data   Die Daten selbst (auch mehrfach –  streams)  

Wie erzeugt man einen Hardlink unter NFTS (code)

fsutil hardlink create hardlink.txt quelle.txt
 

Wie erzeugt man einen Stream bei einer Datei unter NTFS

[name].[ext]:[stream]

BSP:

x:\> echo Erster Kanal > test.txt:eins

x:\> echo Zweiter Kanal > test.txt:zwei

Wieviele Einträge hat ein FAT

Jede FAT hat 64k (65536 Einträge)

Étudier