1/1
Souborové systmémy
Souborový systém je v informatice označení pro způsob organizace dat ve formě souborů a adresářů tak, aby k nim bylo možné snadno přistupovat. Souborové systémy jsou uloženy na vhodném typu elektronické paměti, která je umístěna přímo v počítači (pevný disk nebo CD…) nebo může být zpřístupněna pomocí počítačové sítě (NFS, SMB, AppleTalk…).
Účel souborového systému
Souborový systém zajišťuje ukládání a čtení dat paměťového média tak, aby s nimi uživatelé mohli pracovat ve formě souborů a adresářů. Základní ideou souborového systému je tedy zpřístupnění a ukládání dat pomocí hierarchicky organizovaného systému adresářů a souborů.
Představme si rozsáhlou knihovnu dokumentů, kde bychom mohli popsat přístup ke konkrétnímu dokumentu například následovně: "budova C/2. patro/místnost č. 12/regál 3/šuplík D2/Šanon Akta-X/Dokument Vetřelec". V analogické abstraktní formě zpřístupňuje informace souborový systém, až na to že místo "budovy" nejsíše budeme mít písmeno označující logický disk, místo "patra" adresář 1. hierarchické úrovně, místo "místnosti" podadresář, dále podpodadresář, atp. Jednotlivým dokumentům v šanonech by pak odpovídaly soubory. Základním pravidlem každého souborového systému je, že data musí být jednoznačně určena svým jménem. Z toho vyplývá, že dva soubory nebo podadresáře umístěné ve stejném adresáři nesmí mít stejné jméno.
Souborový systém zaznamenává kromě jména souboru a jeho umístění v hierarchii adresářů další informace sloužící pro správu souborů. Především jsou to ''časové známky'' (nejdůležitější je čas poslední změny). Dále může souborový systém vést informace o ''vlastnících souborů'' a přístupových právech, což je důležité ve víceuživatelských systémech, nebo při zpřístupňování dat na disku pomocí počítačové sítě.
Organizace dat na disku
Pevné disky jsou obvykle logicky rozděleny na oddíly (partition), takže souborový systém se rozkládá jen na konkrétním oddílu a ne na celém disku. To umožňuje mít na pevném disku více nezávislých souborových systémů, které mohou být různého typu.
Informace uložené v systému souborů dělíme na metadata a data.
''Metadata'' popisují strukturu systému souborů a nesou další služební a doplňující informace, jako je velikost souboru, čas poslední změny souboru, čas posledního přístupu k souboru, vlastník souboru, oprávnění v systému souborů, seznam bloků dat, které tvoří vlastní soubor atd.
Pojmem ''data'' pak míníme vlastní obsah souboru, který můžeme přečíst, když soubor otevřeme.
Software, který realizuje souborový systém, bývá obvykle součástí operačního systému. Většina operačních systémů podporuje několik různých souborových systémů. V Microsoft Windows nalezneme podporu pro souborové systémy FAT a NTFS a ISO 9660 pro ukládání souborů na CD a DVD. V Linuxu nalezneme kromě již zmíněných také ext2, ext3, ext4, ReiserFS, JFS, XFS a mnoho dalších. DOS podporuje systémy FAT, po instalaci CD/DVD driveru také ISO 9660. Solaris podporuje především UFS a ZFS, ale i mnoho dalších.
Omezení souborových systémů
Různé souborové systémy mohou mít různá omezení, například:
- velikost paměťového média kterou je daný systém schopen pokrýt
- délka souboru
- délka jména souboru
- počet zanořených podadresářů
- podporovaná znaková sada
- počet souborů
- nejmenší velikost souboru na fyzické úrovni
Žurnálování v systému souborů
Zápis dat a metadat do systému souborů probíhá v několika krocích. Proto nejsou data a metadata v každém okamžiku konzistentní (soudržná). Dojde-li v takové chvíli k havárii počítače (např. výpadek elektrického proudu, chyba hardware, software a podobně), zůstane systém souborů v nekonzistentním stavu. Z tohoto důvodu je při dalším startu operačního systému vhodné, aby byla provedena kontrola a nekonzistentní data byla opravena.
Celková kontrola systému souborů a všech vazeb mezi daty a metadaty je časově velmi náročná operace, při které navíc může dojít ke zbytečné ztrátě již částečně zapsaných informací. Proto jsou moderní systémy souborů rozšířeny o ''žurnálování'', které umožňuje po havárii rychlou opravu eventuálních nekonzistencí.
Principem techniky je uchovávání chronologického záznamu prováděných operací, do kterého se zapisují všechny prováděné činnosti. Pokud dojde např. k výpadku napájení, je po restartu nekonzistence opravena návratem do předchozího zaznamenaného stavu za pomoci záznamů z ''žurnálu''.
Mezi žurnálovací souborové systémy patří např. NTFS, HFS+, ext3, ext4, XFS nebo ReiserFS.
Kvóty
Kvóty (anglicky quota) jsou limity nastavené správcem systému, které určitým způsobem omezují použití souborového systému.
Nejčastěji se kvóty používají na omezení následujících věcí:
- velikosti využitého místa (usage nebo block quota)
- počtu souborů (file nebo inode quota)
Dále může administrátor systému nastavit varování, tzv. ''soft quota'', které uživatele informuje v případě, že se blíží ke svému limitu (který je pak nazýván ''hard quota''). Často se také nastavuje tzv. ''grace interval'', který v případě potřeby umožňuje krátkodobé mírné překročení kvóty.
Síťové souborové systémy
Síťové souborové systémy (network filesystem) je označení pro systémy souborů, které jsou dostupné prostřednictvím počítačové sítě. Ve skutečnosti leží soubory a adresáře na jiném počítači a přistupujeme k nim pomocí speciálních síťových volání služeb (např. SMB, NFS, CODA apod.). Na vzdáleném počítači jsou pak soubory a adresáře fyzicky uloženy v podobě klasického systému souborů. Speciálními síťovými systémy souborů jsou distribuované souborové systémy (např. GFS v Linuxu), které se mohou rozkládat na několika počítačích, které jsou navzájem propojeny pomocí počítačové sítě.
