Создание файловых систем
Linux поддерживает в качестве нативных несколько файловых систем, и потому для работы с каждой из них существует собственный набор инструментов: Ext2fsprogs - для файловых систем Ext2fs и Ext3fs, reiserfsprogs, xfsprogs и jfsutils - для файловых систем ReiserFS, XFS и JFS, соответственно. Каждая из этих файловых систем может быть создана командой mkfs с опцией -t, значением которой выступает желаемый тип файловой системы, и аргументом - именем файла устройства (дискового раздела).
Однако сама по себе команда mkfs - лишь оболочка, служащая для вызова специфичной команды, создающей файловую систему определенного типа: mk2efs или mkfs.ext2 - Ext2fs или Ext3fs (в последнем случае обе они требуют опции -j, предписывающей создать журнал), mkreiserfs - ReiserFS, mkfs.xfs - XFS, mkfs.jfs - JFS. Выглядит это примерно так. Команда
$ mke2fs /dev/hda1
создаст файловую систему Ext2fs на первичном разделе /dev/hda1. Команда
$ mke2fs -j /dev/hda3
создаст файловую систему Ext3fs на первичном разделе /dev/hda3. Опция -j предписывает добавление журнала) - в этом случае новая файловая система получит некоторые "умолчальные" параметры журналирования. Определить их вручную позволяет следующая форма этой команды:
$ /sbin/mke2fs -J опции_журналирования /dev/hd?#
Возможные значения опций журналирования: - size=размер, задающая объем журнального файла в мегабайтах, device=внешний_журнал для подключения новой файловой системы к журналу, ранее созданному на другом дисковом разделе, и data=режим. определяющая режим журналирования. Значения последней опции могут быть такими: journal (полное журналирование, при котором фиксируются операции не только с метаданными файлов, но и их данными), ordered (по умолчанию), при которой данные и метаданные группируются в единый блок транзакции, и writeback, в котором никакого журналирования данных не осуществляется.
Можно использовать и специальную команду /sbin/mkfs.ext3 - возможности ее идентичны таковым /sbin/mke2fs (ибо она ни что иное, как символическая на нее ссылка).
Но самое интересное - возможность преобразования существующей Ext2fs в Ext3fs простым добавлением журнала, не только без потери данных, но и без перезапуска системы (и даже без размонтирования соответствующего устройства). Делается это командой
$ tune2fs -j /dev/hd?#
Она просто добавляет файл журнала /.journal в корневой каталог модифицируемой файловой системы (если последняя не была размонтирована), или задействует для журнала скрытый inode (если перед модификацией файловая система была размонтирована). Добавлю, что обратное преобразование - еще проще, и осуществляется перемонтированием файловой системы.
Файловая система ReiserFS создается специально предназначенной для этого командой - /sbin/mkreiserfs из пакета reiserfsprogs. Для нее доступны многочисленные опции (-s для задания размера журнала, -f для принудительного переформатирования ранее существовавшей файловой системы иного типа, и т.д.), с которыми можно ознакомиться посредством man (8) mkreiserfs.
Для создания XFS также существует собственная команда mkfs.xfs (из пакета xfsprogs). В ней предусмотрено несколько опций, каждая из которых имеет ряд субопций, принимающих численные значения. Важнейшие из них:
При использовании mkfs.xfs для достижения максимальной производительности рекомендуется в явном виде задать количество allocation groups - иначе оно будет определяться автоматически, что ведет к непроизводительным расходам ресурсов. Это делается, исходя из эмпирического расчета - одна allocation group на 4 Гбайт дискового пространства.
Далее можно установить размер файла журнала - здесь рекомендованное значение составляет 32 Мбайт. То есть для дискового раздела объемом в 20 Гбайт команда приобретет вид
$ mkfs.xfs -d agcount=5 -l size=32m /dev/hda1
Кроме всех перечисленных, команда mkfs.xfs имеет опцию -f - принудительное создание файловой системы XFS поверх любой существующей. Ее достаточно, если последняя была Ext2fs или Ext3fs. Если же XFS создается поверх ReiserFS - после этого возможны ошибки при монтировании новой файловой системы. Впрочем, то же относится и к обратной процедуре (замене XFS на ReiserFS). Это связано с тем, что команда монтирования может распознать новосозданную XFS как дефектную ReiserFS, и наоборот.
Во избежание этого перед таким замещением приходится прибегать к несколько шаманскому приему - обнулению начальных областей раздела (хранящего метаданные файловой системы) командой
$ dd if=/dev/zero of=/dev/hd?#
Ждать заполнения нулями всего устройства не обязательно - достаточно дать этой команде поработать секунд 10-20, после чего прервать ее комбинацией клавиш Control+D и перейти к созданию новых файловых систем.
Наконец, и JFS имеет специфическую команду для собственного создания, которая выглялит примерно так:
$ mkfs.jfs /dev/hda7
Впрочем, тут за подробностями милости просим к страницам документации - опыта работы с JFS у меня нет.
Процесс создания файловой системы в BSD сводится к а) выделению суперблока и записи общих параметров файловой системы, б) созданию таблицы inodes (в UFS и UFS2, в отличие от некоторых современных файловых систем для Linux, все inodes создаются раз и навсегда, а не выделяются динамически, по мере надобности), и в) разметке блоков в области данных. Из за все это отвечает одна-единственная, подобно незабвенной Катерине Матвевне, программа, именуемая незамысловато - newfs.
Команда newfs требует единственного аргумента - имени файла форматируемой партиции, например,
$ newfs /dev/ad0s1a
после чего все базовые свойства файловой системы будут определены по умолчанию.
Однако пользователь в силах влиять на них с помощью опций команды newfs, задаваемых в командной строке или раз и навсегда глобально, через пункт Options программы sysinstall. Важнейшие из этих опций мы и рассмотрим.
Опция -b определяет размер логического блока файловой системы. Минимальный размер его - 4096 байт, максимальный - 65536. Однако, как говорят, при максимально возможном размере возможны всякие неприятности, и потому надежным считается верхнее ограничение в 32768 байта. А с точки зрения здравого смысла, "умолчальное" значение в 16384 байт представляется в большинстве случаев разумным.
Опция -f устанавливает размер фрагмента блока. Рекомендуется определить его в 1/8 размера блока, что по умолчанию и составит 2048 байта. Значения в 1/4 или 1/2 блока также допустимы, но очень не рекомендуются в документации.
Опция -i очень важна - она-то косвенно и устанавливает количество записей в индексной таблице (то есть максимальное количество файлов в файловой системе). Значение этой опции дается в байтах, отводимых на элемент индексной таблицы, и должно быть кратным размеру блокового фрагмента. Значение по умолчанию - учетверенный объем оного, что определяет средний прогнозируемый размер файла (8192 байт). А максимальное количество файлов в конкретной файловой системе легко рассчитать, исходя из объема отведенной под нее партицию.
Еще одна интересная опция - это -m, значение которой указывается в процентах от суммарного объема дискового пространства отведенного на партицию. И представляет собой объем, резервируемый от записи обычными пользователями (но не root'ом - тот всегда имеет возможность записать свои действия на диск при наличии физически свободного пространства). Он определяется потому, что быстродействие файловых операций в UFS просто катастрофически падает, когда количество свободных блоков в области данных близко к исчерпанию (проверено на практике). И потому некий объем файловой системы резервируется принудительно (по умолчанию - 8%).
С этой опцией связана еще одна, -o, которая определяет алгоритм выделения свободных блоков данных при создании новых файлов.
Дело в том, что UFS в состоянии размещать их двумя способами. Первый - методом плотнейшей упаковки с целью минимизации внутренней фрагментации и экономии дискового пространства. И называется он оптимизацией по объему (опция -o принимает значение space). Второй же метод (-o time) обеспечивает быстрейшее выделение свободных блоков с целью увеличения скорости создания файлов (то есть вопреки принципу Леонида Ильича Брежнева - "экономика должна быть экономной"). Так вот, умолчальное значение -o коррелирует со значением -m: если оно больше или равно 8%, применяется оптимизация по времени, если меньше - по объему. Хотя явным образом можно указать прямо противоположные значения.
Вообще-то, все приведенные выше опции очень важны, интересны и полезны для общего образования, однако пользователю вряд ли придется к ним прибегать: их значения по умолчанию, как и почти все в BSD-системах, разумны и приемлемы в подавляющем большинстве случаев. А вот опция -U при запуске newfs по умолчанию не задействуется. Обеспечивает же она поддержку того самого механизма Soft Updates, который (парадоксально, но - правда) способствует как повышению быстродействия файловых операций, так и устойчивости файловой системы.
