7. Sistema de Archivos, Apuntes de Ingeniería Infórmatica

¡Descarga 7. Sistema de Archivos y más Apuntes en PDF de Ingeniería Infórmatica solo en Docsity! 1 1 A dm in is tr ac ió n A dm in is tr ac ió n de S is te m as O pe ra tiv os U N IX de S is te m as O pe ra tiv os U N IX 2 2 A dm in is tr ac ió n A dm in is tr ac ió n de S is te m as O pe ra tiv os U N IX de S is te m as O pe ra tiv os U N IX 7. Sistemas de Archivos. Contenido. Estructura de Árbol. Estructura de Directorios. Estructura del Sistema de Archivos. i-nodos. Estructura Extendida. Modo de Archivos. Montaje de Sistemas de Archivos. Integridad. 5 5 A dm in is tr ac ió n A dm in is tr ac ió n de S is te m as O pe ra tiv os U N IX de S is te m as O pe ra tiv os U N IX 7. Sistemas de Archivos. Estructura de Sistema de Ficheros. Definición Sistema de Archivos. Características. Partes de un Sistema de Archivos. Boot. Súper Bloque. i-nodos. Bloques de datos. Definición Sistema de Archivos: El sistema de ficheros es la parte más visible del sistema operativo. Ofrece una perspectiva lógica y uniforme del almacenamiento de la información en el sistema, abstrayendo propiedades físicas de los dispositivos para definir una unidad lógica de almacenamiento: el archivo. Podemos definir un sistema de ficheros en cada unidad de almacenamiento física o incluso definir varios sistemas de ficheros (y de diferente tipo) en estas unidades creando particiones. Como ya se describió, la estructura básica del sistema de archivos es jerárquica, lo que significa que los archivos están almacenados en varios niveles. Se puede tener acceso a cualquier archivo mediante su ruta de acceso, que especifica su posición absoluta en la jerarquía, y los usuarios pueden cambiar su directorio actual a la posición deseada. Existe también un mecanismo de protección para evitar accesos no autorizados. Los directorios contienen información para cada archivo, que consiste en su nombre y en un número que identifica la estructura interna del archivo, que se denomina como el i-nodo. Hay un i-nodo para cada archivo, que contiene información de su longitud, los modos y las fechas de acceso, el propietario, etc. El control del espacio libre en el disco se mantiene mediante una lista enlazada de bloques disponibles. Cada bloque contiene la dirección en disco del siguiente bloque en la cadena. El espacio restante contiene las direcciones de bloques del disco que se encuentran libres. De esta forma, con una operación de E/S, el sistema obtiene un conjunto de bloques libres y un apuntador para conseguir más. Las operaciones de E/S en archivos se llevan a cabo con la ayuda de su i-nodo. El usuario normalmente desconoce los i-nodos porque las referencias se hacen por el nombre simbólico de la ruta de acceso. Los procesos emplean internamente funciones primitivas (syscalls) para tener acceso a los archivos; las más comunes son open, creat, read, write, seek, close y unlink. Toda esta estructura física se maneja "desde afuera" mediante la filosofía jerárquica de archivos y directorios ya mencionada, y en forma totalmente transparente para el usuario. Además, desde el punto de vista del sistema operativo, un archivo es muy parecido a un dispositivo. El conjunto formado por la estructura de archivos y directorios y las tablas de i- nodos, se denomina Sistema de Archivos o File System. Características: El sistema de archivos, o file system, de UNIX está caracterizado por: • Una estructura jerárquica. • Tratamiento consistente de los datos. • La funcionalidad de las operaciones con archivos. • Crecimiento dinámico de archivos. • La protección de los datos. • El tratamiento de los dispositivos como archivos. Partes de un Sistema de Archivos: Cada sistema de archivos consta fundamentalmente de las siguientes partes: • Boot o Bloque de carga: Este bloque, que es el primero de cada sistema de archivos (bloque cero), está reservado para el programa de boot. El bloque cero no tiene ningún significado en el sistema de archivos. Toda la información del sistema comienza en el bloque uno del dispositivo. Sólo se utiliza en el sistema de archivos raíz. • Súper bloque: El súper bloque es el bloque uno del dispositivo. Este bloque contiene información sobre el sistema de archivos, tales como su tamaño en bloques, el nombre del sistema de archivos, número de bloques reservados para i-nodos, la lista de i-nodos libres y el comienzo de la cadena de bloques libres. También contiene el nombre del volumen, momento de la última actualización y tiempo del último backup. • i-nodos: A continuación del súper bloque están situados los bloques que contienen los i-nodos. El número de bloques de i-nodos varía dependiendo del número de bloques del sistema de archivos. El número de i-nodos está especificado en el súper bloque. Es una tabla que contiene información sobre las características de los archivos. Esencialmente es el bloque de control de los archivos. Hay un i-nodo por cada directorio y archivo del sistema de archivos. El i-nodo contiene una descripción del directorio o archivo, así como el lugar físico que ocupan sus bloques de datos. Los i-nodos sólo apuntan a los archivos o directorios de su mismo sistema de archivos. • Bloques de datos: El resto del espacio del dispositivo lógico consta de bloques de datos. Bloques de datos que contienen los datos actualmente almacenados en los archivos. Algunos bloques de datos sirven como bloques indirectos, conteniendo números de bloques (direcciones) de grandes archivos. 6 6 A dm in is tr ac ió n A dm in is tr ac ió n de S is te m as O pe ra tiv os U N IX de S is te m as O pe ra tiv os U N IX 7. Sistemas de Archivos. i-nodos. Acceso a ficheros. Enlace de ficheros. Estructura de i-nodo. Acceso a ficheros: Cuando se intenta acceder a la información contenida en un archivo, el sistema accede al directorio por el que se ha nominado y busca su nombre secuencialmente. Una vez encontrado toma el i-number asociado a ese archivo y con él accede a la entrada correspondiente en la tabla de i-nodos, que contiene toda la información correspondiente a ese archivo excepto su nombre. Con esta información ya puede acceder físicamente a los bloques de datos dentro del sistema de archivos. Enlace de ficheros: Esta forma de acceder físicamente a los bloques de datos puede parecer más compleja que la utilizada en otros sistemas operativos en los que se accede directamente con la información existente en el directorio, sin usar las tablas de i-nodos. Sin embargo presenta algunas ventajas. Por ejemplo, si en un directorio se añade una entrada con un nombre de archivo cualquiera, pero con un i-number ya utilizado en otro directorio, se podrá acceder a los mismos bloques de datos desde los dos directorios e incluso con diferente nombres de archivos. En este caso se dice que existe un enlace o vínculo entre ellos. Estructura del i-nodo: Los i-nodos de UNIX mantienen la siguiente información para cada archivo: •Tamaño. •Cuántos enlaces tiene el archivo. •Propietario. •Permisos de acceso. •Tipo de archivo. •Fecha de creación. •Fecha de modificación. •Fecha de último acceso. Además, cada i-nodo contiene diez punteros directos con la dirección de los diez primeros bloques de datos, un puntero indirecto simple con la dirección de un bloque que contiene punteros directos, que a su vez apuntan a bloques de datos; un puntero indirecto doble que apunta a un bloque con punteros indirectos simples, que apuntan a bloques con punteros directos y éstos a bloques de datos; y un puntero indirecto triple. 7 7 A dm in is tr ac ió n A dm in is tr ac ió n de S is te m as O pe ra tiv os U N IX de S is te m as O pe ra tiv os U N IX 7. Sistemas de Archivos. Estructura Extendida. Boot. Grupo de Bloques. Súper bloque. Descriptores del FS. Bitmap de Bloques. Bitmap de Inodos. Tabla de Inodos. Bloques de Datos. 10 10 A dm in is tr ac ió n A dm in is tr ac ió n de S is te m as O pe ra tiv os U N IX de S is te m as O pe ra tiv os U N IX 7. Sistemas de Archivos. Integridad. Paso 1. Iteración sobre todos los inodos. Paso 1B. Solución para los bloques compartidos entre inodos. Paso 2. Chequeo de directorios. Paso 3. Chequeo de conectividad de directorios. Paso 4. Chequea el contador de enlaces. Paso 5. Otros Test. Paso 1. Iteración sobre todos los inodos: •Chequea el modo. •Chequea el tamaño y el número de bloques alocados. •Chequea que los bloques de datos no son compartidos por varios inodos. •Recoge información para los siguientes pasos. Paso 1B. Solución para los bloques compartidos entre inodos: •Dealoca el bloque compartido. •Copia el bloque compartido. Paso 2. Chequeo de directorios: •Chequea que las entradas son correctas. •Chequea que los inodos son válidos. •Chequea la consistencia de “.” y “..”. Paso 3. Chequeo de conectividad de directorios: •Mueve inodos desconectados a /lost+found. •Borra links entre directorios. Paso 4. Chequea el contador de enlaces: •Corrige el contador de enlaces. •Mueve inodos desconectados a /lost+found. Paso 5. Otros Test: •Bitmaps. •Información contenido en el superbloque. 11 11 A dm in is tr ac ió n A dm in is tr ac ió n de S is te m as O pe ra tiv os U N IX de S is te m as O pe ra tiv os U N IX 7. Sistemas de Archivos. Práctica. 1. Obtener e interpretar los campos del superbloque de root. 2. Obtener e interpretar los campos del inodo 57. 3. Escribir una descripción detallada de la estructura del file system Linux ext3. (Estructura general, estructura de bloque, descripción de los campos de cada estructura, descripción de los enlaces entre estructuras y bloques). Última fecha: 18 de enero de 2006.