PRIMERJAVA LASTNOSTI DATOTEČNIH SISTEMOV

Transkripcija

1 Aleksa Markovič PRIMERJAVA LASTNOSTI ZBIRČNIH SISTEMOV Diplomsko delo Maribor, september 2011

2 I Diplomsko delo visokošolskega strokovnega študijskega programa PRIMERJAVA LASTNOSTI ZBIRČNIH SISTEMOV Študent: Študijski program: Mentor: Aleksa Markovič VS ŠP Računalništvo in informacijske tehnologije doc. dr. Danilo Korţe Maribor, september 2011

3 II

4 III ZAHVALA Zahvaljujem se mentorju doc. dr. Danilu Korţetu za pomoč in vodenje pri opravljanju diplomskega dela. Posebna zahvala velja staršem, ki so mi omogočili študij.

5 IV PRIMERJAVA LASTNOSTI ZBIRČNIH SISTEMOV Ključne besede: zbirčni sistemi, datotečni sistemi, operacijski sistemi UDK: (043.2) Povzetek V diplomski nalogi smo se posvetili primerjavi zbirčnih sistemov. Zbirčni sistem je struktura, ki jo računalnik uporablja za organiziranje zbirk in podatkov. Primerjali smo zbirčne sisteme, ki sta jih uporabljala operacijska sistema Windows in Linux. Opisali smo tudi delovanje in zgradbo zbirčnega sistema. Skušali smo ugotoviti, kateri zbirčni sistemi omogočajo najučinkovitejšo razporeditev podatkov in zaščito ter kako to omogočajo. Primerjali smo tudi kakšen napredek so opravili pri posameznih posodobitvah sistemov. Vsak zbirčni sistem ima svoja pravila, omejitve, ki so lahko slabosti ali prednosti sistema.

6 V COMPARISON OF FILE SYSTEM PROPERTIES Key words: file system, properties of file systems, operating system UDK: (043.2) Abstract The thesis was devoted to comparison of file systems. File system is a structure that the computer uses to organize files and data. We compared file systems that are used by Windows and Linux. We also described the function and structure of file systems. We wanted to find out, which file systems provide the most efficient distribution of information and protection and how are those tasks performed. We have also compared some progress, within each update of file systems. Each file system has its rules, restrictions, which could be either disadvantages or advantages of the system.

7 VI VSEBINA 1 UVOD ORGANIZACIJA PODATKOV NA FIZIČNIH NOSILCIH ZBIRČNI SISTEM HIERARHIČNA STRUKTURA POTI ZBIRKA LASTNOSTI ZBIRK VRSTE ZBIRK LASTNIŠTVO ZBIRKE ZAŠČITA ZBIRKE ZBIRČNI SISTEMI V OKOLJIH WINDOWS FAT (FILE ALLOCATION TABLE) ZGRADBA FAT FAT 16 in FAT NTFS (NEW TEHCHNOLOGY FILE SYSTEM) LASTNOSTI NTFS exfat( EXTENTED FILE ALLOCATION TABLE) ZBIRČNI SISTEMI V LINUX UFS ZBIRČNI SISTEM HSFS (HIGH SIERRA FILE SYSTEM) EXT2 (SECOND EXTENDED FILE SYSTEM) EXT3(THIRD EXTENDED FILE SYSTEM) EXT4 (FOURTH EXTENDED FILE SYSTEM) ZFS (ZETTABYTE FILE SYSTEM)... 31

8 VII 6.7 XFS REZULTATI SKLEP LITERATURA PRILOGE KAZALO SLIK NASLOV ŠTUDENTA KRATEK ŢIVLJENJEPIS... 42

9 Primerjava lastnosti zbirčnih sistemov 1 1 UVOD Ugotoviti ţelimo, kaj se dogaja v ozadju operacijskega sistema in kdo skrbi, da lahko uporabljamo zbirke, jih shranjujemo, popravljamo in aţuriramo. To zagotavlja zbirčni podsistem, ki je del vsakega sodobnega operacijskega sistema. Tako kot imamo različne operacijske sisteme, pa imamo tudi različne zbirčne sisteme. Zbirčni sistem deluje neprestano. Od zagona operacijskega sistema in dokler ne izklopimo računalnika. Zbirčni sistem skrbi za razpored vseh zbirk, ki obstajajo na disku. Po ukazu operacijskega sistema najde zbirko ter jo posreduje. Zbirčni sistemi imajo različne omejitve: največjo dovoljeno velikost zbirke, največjo dovoljeno velikost prostora na disku, dolţino imena zbirke, začetni koren poti, dovoljeni znaki. To večina zbirčnih sistemov naredi na svoj način. Čeprav opravljajo vsi isto nalogo, sistemi ne delujejo na enak način, tako ne po postopku kakor tudi ne po strukturi. V prvem delu bomo pregledali skupne lastnosti zbirčnih sistemov. Nato si bomo na kratko pogledali organizacijo podatkov, kaj je zbirka in kakšne so njene lastnosti. Nato sledi pregled zbirčnih sistemov, ki jih uporabljajo različni operacijski sistemi Windows in različne verzije Linux. Tu lahko dodamo, da imajo zbirčni sistemi, ki delujejo pod operacijskim sistemom Windows, običajno strukturo tabele, kjer se beleţijo naslovi podatkov. Linux na drugi strani pa uporablja inode ali vozlišča, katera kaţejo na podatke v zbirki. Na koncu pa primerjamo sisteme med seboj, kateri ima manj omejitev, kateri nudi več funkcij in kateri sistem je najučinkovitejši v izkoriščanju prostora.

10 Primerjava lastnosti zbirčnih sistemov 2 2 ORGANIZACIJA PODATKOV NA FIZIČNIH NOSILCIH Računalniški podatki so običajno shranjeni na neizbrisljivih pomnilniških medijih. Podatki so zapisani v zbirke (angl. file). Podatki v zbirki so med seboj logično povezani. Podatke si lahko predstavljamo kot skupek fizičnih zapisov (angl. physical records) na mediju. Za fizične zapise skrbi operacijski sistem. Po drugi strani pa si lahko predstavljamo podatke kot logične zapise (angl. logical record), ki povezujejo nabor zapisov posamezne zbirke. Za to skrbi zbirčni podsistem. Organizacijo podatkov si vedno predstavljamo skozi logični nivo. Logični nivo predstavi lastnosti zbirk, ki opredelijo enoumen način uporabe zapisanih podatkov. Fizični zapisi podatkov so razporejeni v posamezne podenote. Zaradi boljšega izkoristka prostora in hitrejšega dostopa do podatkov, so običajno fizični zapisi bistveno daljši od logičnih zapisov v zbirki. Blok je lahko sestavljen iz več zapisov skupaj, temu pravimo blokiranje (angl. blocking). Število, iz koliko logičnih zapisov je sestavljen fizični blok na disku pa imenujemo faktor blokiranja. En blok se uporablja kot en fizični zapis. [3] Volumen ali pogon je prostor, ki ga zbirčni sistem lahko naslovi. Najmanjša enota, s katero upravlja zbirčni sistem, je blok, lahko mu pravimo tudi sektor. Sektorji so običajno dolgi 512 bajtov. Vrsti v enakem polmeru na magnetni plošči pravimo steza. Steza je sestavljena iz več blokov. Steza vsebuje preveč podatkov, da bi bila primerna za najmanjšo enoto. Cilinder je skupek isto leţečih stez na vseh ploščah. Slika 1 prikazuje prej omenjene pojme. Slika 1: Steza, blok in cilinder

11 Primerjava lastnosti zbirčnih sistemov 3 3 ZBIRČNI SISTEM Zbirčni sistem je del operacijskega sistema, ki skrbi za shranjevanje podatkov na sekundarnih pomnilniških medijih (diski, optični pogoni, ključki...). Podatki znotraj zbirčnega sistema so organizirani v obliki zbirk. Vsak zbirčni sistem ima svoje omejitve za poimenovanje teh zbirk. Prav tako ima tudi omejitve glede velikosti posamezne zbirke in celotnega volumna. Vsak sistem ima svoj način shranjevanja in iskanja podatkov o zbirki, ki jo obdeluje. Vsi modernejši zbirčni sistemi uporabljajo hierarhično strukturo poti. 3.1 HIERARHIČNA STRUKTURA POTI Hierarhična struktura je običajno drevesna struktura, kjer je na začetku glavni objekt, njemu pa je podrejenih več drugih objektov. Objekt na vrhu je začetek poti, iz katere se nato pot nadaljuje na podrejene dele poti. Če ţelimo najti zbirko na dnu poti, moramo iti skozi vse imenike, ki vodijo do zbirke. V računalništvu objektu, ki vsebuje podrejene objekte, pravimo imenik ali mapa.. Tisti objekt, ki nima podrejenih objektov, pa običajno imenujemo zbirka ali datoteka. Če se nadrejeni objekt odstrani, se s tem odstranijo tudi vsi podrejeni objekti. Slika 2 prikazuje primer hierarhične strukture. Slika 2: Hierarhična struktura poti

12 Primerjava lastnosti zbirčnih sistemov 4 4 ZBIRKA Glavni objekti zbirčnega sistema, ki so najbolj izpostavljeni uporabniku, so zbirke. Sčasoma se vsem uporabnikom nabere večje število zbirk. Za laţji dostop jih razvrstimo v posebno vrsto zbirke, imenovano mapa ali direktorij. Poznamo več vrst zbirk. Zbirka je lahko bodisi programska bodisi podatkovna zbirka. Pod podatkovne zbirke spadajo tudi tekstovne zbirke, v katerih so shranjeni različni podatki. Vsi znaki znotraj zbirke so zapisani v dvojiškem sistemu. Vsaka zbirka ima svoje lastno enovito ime. Poleg imena k zbirki običajno spada tudi končnica. Nekateri operacijski sistemi ne poznajo teh končnic. Tako najlaţje določimo, za kakšno vrsto zbirke gre. Polno ime zbirke dobimo, če pred ime dodamo pot, po kateri lahko pridemo do zbirke. Primer:»C:\Nova mapa\primer.txt«. C je oznaka pogona, kjer se zbirke nahaja, Nova mapa je ime imenika, kjer se nahaja zbirka. 4.1 LASTNOSTI ZBIRK Osnovne podatke o zbirki lahko pogledamo v vseh zbirčnih sistemih (znotraj grafičnega vmesnika) z desnim klikom na zbirko ter izberemo lastnosti. Število lastnosti je lahko pri različnih operacijskih sistemih različno. Osnovne lastnosti, ki so skupne, so Ime zbirke, Vrsta datoteke: se določi glede na končnico zbirke. Mesto: Prostor, kjer se zbirka nahaja. Velikost: Velikost zbirke. Zaščita: Kdo in kaj sme početi z zbirko. Posamezni operacijski sistemi omogočajo dodatne lastnosti. Poleg ţe vseh naštetih lastnosti lahko zbirki nastavimo razne atribute. Atribut»Samo za branje«lahko uporabimo, ko ţelimo, da se lahko zbirka le bere in ne ţelimo, da se vsebina spremeni. Atribut

13 Primerjava lastnosti zbirčnih sistemov 5»skrito«lahko uporabimo, če ţelimo zbirko skriti. Poleg teh atributov imajo določeni zbirčni sistemi še dodatne atribute. 4.2 VRSTE ZBIRK Poznamo dva glavna tipa zbirk: tekstovne in binarne. Tekstovne zbirke imajo variabilno dolţino zapisov (vrstic), medtem ko imajo binarne običajno fiksno dolţino zapisa (angl. Record). Po vsebini se zbirke delijo na večje skupine. Poznamo izvedljive zbirke (exe, com, bin ali brez končnic), objektne zbirke (obj, o), tekstovne zbirke (txt, doc, docx), knjiţnice (lib, a), arhivske zbirke (zip, rar, tar, arc), zbirke z izvorno programsko kodo (c, cpp, cs) in ukazne paketne zbirke (bat, sh). Ţe sedaj obstaja veliko število zbirk z različnimi končnicami, ki se bo še povečalo s pričetkom uporabe novih aplikacij. 4.3 LASTNIŠTVO ZBIRKE Vsaka zbirka ima svojega lastnika, če lastnika ne nastavimo, je lastnik tisti, ki je zbirko ustvaril. Lastnik lahko nastavlja razne privilegije za dodeljevanje pravic. Če vsebino zbirke spreminjamo in shranimo, s tem ne postanemo lastnik zbirke. 4.4 ZAŠČITA ZBIRKE Zbirke imajo lahko več zaščit, če jih zbirčni sistem podpira. Ena izmed teh je nadzorovan dostop do zbirk. Tako lahko določimo tudi skupini uporabnikov, kaj lahko počnejo z zbirko. Na voljo so pisanje, branje in zaganjanje (pri izvedljivih zbirkah). Skupini ali posamezniku lahko določimo, da lahko le bere zbirko, ne more pa pisati vanjo (ali je spreminjati). Zbirke lahko zaščiti tudi zbirčni sistem, če podpira šifriranje podatkov in tako onemogoči, da bi lahko nepooblaščeni uporabniki razbrali vsebino podatkov, ki se nahajajo v zbirki, če ne poznajo ključa (gesla).

14 Primerjava lastnosti zbirčnih sistemov 6 5 ZBIRČNI SISTEMI V OKOLJIH WINDOWS V tem poglavju bomo primerjali zbirčne sisteme, ki jih uporabljajo operacijski sistemi Windows. Windows ponuja številne zbirčne sisteme. Pri novejših različicah operacijskega sistema Windows so na voljo trije zbirčni sistemi: FAT16, FAT 32 in NTFS. Lahko omenimo tudi exfat, ki je novejša različica FAT in je primerna za uporabo na mobilnih telefonih ali recimo ključkih USB. 5.1 FAT (FILE ALLOCATION TABLE) Zbirčni sistem FAT je preprost zbirčni sistem, ki se je uporabljal ţe od nastanka računalnikov PC še v okolju DOS. FAT zbirčni sistem se imenuje po svojem načinu organiziranja podatkov v zbirčni dodelitveni tabeli (angl. File Allocation Table), ki se nahaja na začetku vsakega diska, ki uporablja FAT zbirčni sistem. Za zaščito podatkov na disku obstajata dve kopiji tabele, v primeru, da se ena poškoduje, lahko operacijski sistem uporabi rezervno. Poleg dodelitvene tabele in korenske mape tudi ostale zbirke potrebujejo znano fizično lokacijo na disku, tudi ko se sistem ponovno zaţene, morajo biti zbirke na svojih mestih, saj vse deluje preko kazalcev, ki vsebujejo preslikavo med fizičnimi in logičnimi naslovi. Če zbirke ni na tem naslovu, kamor kaţe kazalec, potem zbirke ne moremo najti in s tem uporabljati. Velikost zbirčnega sistema FAT je omejena s številom moţnih različnih naslovov, včasih jim rečemo tudi okvirji ter velikostjo posameznega okvirja. Privzeta velikost okvirja se določi glede na velikost diska. FAT16 zbirčni sistem uporablja 16-bitne naslove. Naslov lahko vsebuje 16 bitov (kombinacija šestnajstih 0 ali 1).

15 Primerjava lastnosti zbirčnih sistemov ZGRADBA FAT FAT zbirčni sistem je stari standardni zbirčni sistem. Zbirčni sistem FAT nima vgrajenih funkcij za varnost sistema, vendar je še vedno temeljna usmeritev nadaljnjih različic zbirčnih sistemov, ki jih uporablja operacijski sistem Windows. Operacijski sistemi Linux lahko uporabljajo, berejo, pišejo in ustvarjajo zbirčne sisteme FAT. To je zelo priročno na sistemih, ki uporabljajo dvojni zagon (več operacijskih sistemov) in Linux omogočajo varnostno kopiranje in obnovitev zbirčnih sistemov FAT. Uporabnikom omogočajo dostop do svojih zbirk, ki se nahajajo na FAT zbirčnem sistemu, ko pa uporabljamo operacijski sistem Windows, tega ne moremo narediti na drugih zbirčnih sistemih. Obstaja več različic FAT zbirčnih sistemov. Novejša različica je FAT32. FAT16 se uporablja za zdruţljivost s starejšimi različicami operacijskih sistemov Windows. FAT32 je novejša različica zbirčnega sistema FAT, ki vsebuje novejše funkcije, ki se uporabljajo za nadaljnjo uporabo zbirčnih sistemov. FAT zbirčni sistem hrani dve kopiji FAT dodelitvene tabele. Če se poškoduje prva kopija tabele lahko sistem obnovi tabelo s kopijo druge tabele. Vendar velikokrat se zgodi, da izgubimo obe kopiji tabele. Tedaj ni moţno obnoviti sistema. Struktura FAT16 (Slika 3) in FAT32 zbirčnega sistem (Slika 4) je zelo podobna. [2] Slika 3: Zgradba zbirčnega sistema FAT16 Slika 4: Zgradba zbirčnega sistema FAT32

16 Primerjava lastnosti zbirčnih sistemov 8 FAT1 je primarna dodelitvena tabela. FAT2 je kopija dodelitvene tabele v primeru, da se primarna dodelitvena tabela poškoduje. Največja razlika med zgradbo zbirčnega sistema FAT16 in FAT32 je, da se v FAT16 korenski imenik uporablja samostojno, v FAT32 pa ne FAT 16 in FAT 32 Številke v imenih FAT16 in FAT32 se nanašajo na število bitov, potrebnih za naslov fizičnega zapisa (bloka oziroma skupka (angl. cluster)) v zbirki. FAT 16 uporablja 16 znakov za dodelitev naslova posameznega zapisa. Lahko imamo maksimalno 2 16 različnih naslovov, kjer shranimo zapise. Pri FAT 32 pa operacijski sistem prve 4 bite rezervira za svoje potrebe tako, da preostane 2 28 naslovov za shranjevanje podatkov. Vsak zapis, shranjen v FAT32 zbirčnem sistem, je opremljen z 32 biti. Z uporabo dodelitvene tabele je tudi mogoče določiti, kje so naslovi prosti in na voljo za shranjevanje novih zbirk. Naslov je prost, če še ni bil uporabljen v tabeli. Slika 5 prikazuje podatke, ki jih vsebuje zbirčna dodelitvena tabela. [2]. Slika 5: Atributi zbirk v FAT

17 Primerjava lastnosti zbirčnih sistemov 9 Privzeta velikost okvirja je določena z velikostjo volumna. Minimalna velikost naslova je en fizični blok za en logični blok (512 zlogov - byte) za manjše volumne. Največja velikost naslova je 128 diskovnih blokov (64KB) za velike (2GB do 4GB) volumne. Z uporabo bloka, z velikostjo 64KB, je lahko maksimalna velikost volumna 4GB. Z velikostjo 32KB bloka pa je velikost volumna lahko maksimalno 2GB. Največja dovoljena velikost posamezne zbirke je 2 GB. Velikost okvirja je najmanjša velikost, ki jo na disku zaseden posamezna zbirka. Zato nam lahko velika velikost okvirja povzroči večjo redundanco pri zasedenosti diska. FAT32 zbirčni sistem podpira velikost diskov oziroma volumnov do 2TB in velikost zbirk do 4GB. Zbirčna dodelitvena tabela vnosov je zelo podobna FAT16 tabeli. Glavna razlika je, da je posamezni naslov dolg 4 bajte (32 bitov) pri FAT 32. Poleg tega tabela ne predvideva prostora za shranjevanje atributov, kot so lastništvo zbirk in način dostopa. Slika 6 prikazuje tabelo velikosti logičnega bloka, glede na velikost celega diska (volumna). Slika 6: Velikost blokov glede na velikost volumna FAT 32 z uporabo manjše velikosti okvirja omogoča boljšo izkoriščenost prostora. Sistem omogoča, da se korenski imenik povečuje (FAT 16 ima največ 512 vnosov in meja je lahko niţja, če zbirke vsebujejo daljša imena). Prednosti FAT 16 so: MS-DOS, Windows 95, Windows 98, Windows NT, Windows 2000, ter nekaj UNIX operacijskih

18 Primerjava lastnosti zbirčnih sistemov 10 sistemih ga lahko uporablja, so pa večinoma ţe zastareli. Obstaja veliko orodij za reševanje teţav in povrnitev podatkov, ki jih zbirčni sistem ne vsebuje. Slabosti FAT16 so: niso podprti najnovejši operacijski sistemi. Za današnje razmere majhna velikost podprtih diskov, precejšna redundanca pri zasedanju diska v primeru velikega števila kratkih zbirk. FAT16 je omejen na teoretično okvirjev, ampak v praksi je nekaj naslovov rezerviranih za sam sistem, tako, da ima praktično okvirjev. S številom različnih naslovov in velikostjo posameznega fizičnega zapisa je hkrati določena tudi maksimalna velikost volumna, ki ga lahko naslovimo. V operacijskih sistemih, ki uporabljajo FAT 16, ni poskrbljeno za varnost dostopa do podatkov in šifriranje podatkov kakor tudi ne za stiskanje zbirk. Prednosti FAT32 so, da lahko dodeljuje prostor na disku veliko bolj učinkovito kot pri FAT16. Odvisno od velikosti zbirke obstaja moţnost za dodeljevanje več prostora na volumnu. Omogoča tudi naslednje izboljšave: korenski imenik se tam nahaja na poljubnem naslovu. Iz tega razloga FAT32 ne omejuje števila vnosov v korenski imenik, kot njegov predhodnik. FAT 32 uporablja manjše velikosti fizičnih zapisov (4KB, za diske do 8GB), kar 10 do 15 odstotkov bolj učinkovito izkoristi prostor na disku v primerjavi s FAT16. FAT32 tudi zmanjšuje sredstva (zasedenost diska, pomnilnika ter procesorja). Je bolj robusten kot FAT16. FAT32 ima sposobnost, da se korenski imenik prestavi in da uporablja varnostno kopijo FAT dodelitvene tabele namesto privzete kopije. Poleg tega je bil zagonski zapis na FAT32 razširjen tudi na obnovitev kritičnih struktur podatkov. Slabosti FAT32 so slaba izkoriščenost prostora, ne podpira varnosti dostopa do zbirk, šifriranja podatkov in stiskanja zbirk. Maksimalna velikost posamezne zbirke je 4GB. To se morda ne zdi tako malo, vendar recimo na disk v tem primeru ne moremo shraniti niti slike ISO optičnega nosilca DVD v obliki ene zbirke. 5.2 NTFS (NEW TEHCHNOLOGY FILE SYSTEM) Naslednik zbirčnega sistema FAT je NTFS, ki ima kopico izboljšav. Maksimalna dovoljena velikost volumna je 256 TB 1. Posamezna zbirka pa lahko zasede maksimalno 16 TB. Med najpomembnejšimi izboljšavami lahko omenimo varnostno kopiranje, izboljšano 1 TB terabajt (10 12 zlogov)

19 Primerjava lastnosti zbirčnih sistemov 11 podpora metapodatkov in uporabo naprednejših struktur za izboljšanje učinkovitosti, zanesljivosti in izkoriščenosti prostora na disku, kakor tudi dodatne razširitve, kot so nadzorne dostopne liste (ACL) in knjiţenje transakcij oziroma sprememb zbirčnega sistema (journaling). NTFS je standardni zbirčni sistem v Windows XP, Windows Server 2003, Windows Server 2008, Windows Vista in Windows 7. Struktura, ki jo uporablja zbirčni sistem Slika 7 prikazuje glavno zbirčno tabelo (MFT). [2] Slika 7: Struktura NTFS Opazimo lahko, da se NTFS struktura razlikuje od strukture FAT sistema. NTFS struktura nima kopije tabele. Ima pa dodatne sistemske zbirke, ki vsebujejo razne informacije o stanju sistema. Ko je pogon formatirana z zbirčnim sistemom NTFS, so ustvarjene naslednje podporne strukture in metapodatki, ki so potrebni za zbirčni sistem NTFS. Prvih 16 podatkov MFT je rezerviranih za metapodatke. [2] - Zagonski sektor: sektorji od 0 do 15. Zagonski sektor vsebuje parametre o BIOS 2 -u. - BIOS blok: shranjene podatke o razporeditvi in strukturi zbirčnega sistema - Nalagalnik: Opisuje kako in kje najti podatke o zagonskih zbirkah (NTLDR.EXE). - Sistemske zbirke: vsebuje podatke o naslednjih podatkih - MFT zapis 0, glavna zbirčna tabela: vsebuje podatke o vsaki zbirki in imeniku, ki je shranjen na volumnu. - MFT zapis 1, glavna zbirčna tabela #2: varnostna kopija MFT 2 BIOS - Basic Input Output System (vhodno/izhodni sistem)

20 Primerjava lastnosti zbirčnih sistemov 12 - MFT zapis 2, dnevnik: seznam zadnjih sprememb. Se uporablja za obnovitev sistema. - MFT zapis 3, Ime volumna - MFT zapis 4, Atributi: Tabela o atributih zbirk in imenikov, prav tako vsebuje podatke o zaščiti in dodatnih atributih. - Osnovne informacije: Časovne oznake, število povezav do zbirk. - Seznam atributov: seznam atributov, kateri niso vključeni v MFT - Ime zbirke: Ime je lahko dolgo do 255 znakov - Varnostni deskriptor: Dovoljenje za dostop do zbirke. - Podatki: podatki shranjeni v zbirki. - Korenski indeks: uporabljen pri imenikih. - Lokacija indeksa: Uporablja se pri imenikih - Podatki o velikosti: velikost in različica volumna - Bitna slika: vsi okvirji, ki jih zbirka zasede. - Dodatne informacije o atributih: se ne uporablja pri Windowsih, ampak pri OS/2 kompatibilnosti - Dodatni atributi: se ne uporablja pri NT, ampak pri OS/2 kompatibilnosti - MFT zapis 5: Ime korenskega imenika - MFT zapis 6: predstavlja kateri okvirji so ţe zasedeni in kateri niso - MFT zapis 7, zagonski sektor: podatki ali je volumen primarni, kopija teh podatkov je shranjena nekje drugje na volumnu - MFT zapis 8, slabi okvirji: seznam slabih okvirjev, ki se ne uporabljajo - MFT zapis 9, tabela kvot: Podatki o zasedenosti prostora na volumnu za vsakega uporabnika posebej. - MFT zapis 10, velike črke: pretvorba malih črk v velike.

21 Primerjava lastnosti zbirčnih sistemov 13 - MFT zapis 11-15: 6 zapisov, ki so rezervirani za prihodnost, sedaj še niso v uporabi Takoj je očitno, da NTFS shranjuje mnogo več podatkov o zbirkah kot FAT zbirčni sistem. Ti dodatni podatki omogočajo sistemu podporo za varnost, kot tudi za izboljšano in hitrejše delovanje sistema. NTFS so razvijali poleg operacijskih sistemov Windows. Z vsako novejšo različico operacijskega sistema Windows je izšel posodobljeni zbirčni sistem NTFS. Različica NTFS 3.1 je izšla z operacijskim sistemom Windows XP, najnovejša različica pa je NTFS 6.1, ki je izšla z operacijskim sistemom Windows LASTNOSTI NTFS Tukaj bomo opisali vse nove funkcije in novosti, ki jih ima NTFS. NTFS 3.0 vključuje več novih funkcij kot njegove prejšnje različice: boljša podpora zbirk, kvote zasedanja prostora na volumnu, razčlenjene točke, porazdeljeno sledenje povezav in šifriranje zbirk, znan tudi kot šifrirni zbirčni sistem (EFS 3 ). Šifrirni zbirčni sistem se uporablja od Windows 2000 naprej. Sistem ne šifrira zbirk kot privzeto, zato je potrebno nastaviti nastavitve v operacijskem sistemu. Osnovna ideja šifrirnega zbirčnega sistema je zaščita za nadzor dostopa do zbirk pred nepooblaščenimi uporabniki, medtem ko se operacijski sistem izvaja, vendar se da zlahka izognili, če napadalec pridobi fizični dostop do računalnika. Šifriranje je najboljša rešitev za zaščito zbirk na fizičnih medijih (diskih,usb, CD-jih). Sistem to počne z uporabo kombinacije javnih in simetričnih ključev. Dekodiranje zbirk je zelo teţko brez pravega ključa. V večini so ti ključi zaščiteni z geslom uporabniškega računa. Z drugimi besedami, šifriranje zbirk je le tako dobro kot geslo uporabniškega računa. NTFS beleţi vse evidentiranje metapodatkov in sprememb le teh. To je nova funkcionalnost NTFS (funkcija, ki je FAT16 in FAT32 ne zagotavljata), ki omogoča, da 3 EFS encrypting file system (šifrirni zbirčni sistem)

22 Primerjava lastnosti zbirčnih sistemov 14 bodo njegove notranje kompleksne podatkovne strukture še naprej dosledne v primeru, da se sistem zruši in omogoča obnavljanje ter izogibanje napakam, ki so onemogočale delovanje sistema. USN 4 Dnevnik (journaling) je sistem za upravljanje, ki beleţi spremembe na celotnem volumnu, podatkovnih tokih in imenikih, kakor tudi njihove lastnosti. Dnevnik je na voljo za aplikacije, ki uporabljajo sledenje sprememb na volumnu. Dnevnik lahko vključite ali izključite na določenem volumnu in ni privzeto omogočena moţnost za novo dodane volumne. Trde povezave (Slika 8) in kratka imena zbirk so prvotno vključeni v podporo podsistemu v operacijskem sistemu Windows NT. Trde povezave so podobne imeniku povezav, vendar pa se uporabljajo za zbirke namesto imenikov. Trde povezave se lahko uporablja samo do zbirk na istem volumnu, saj je dodan zapis MFT. Kratka imena (8.3) zbirk se dodajajo tudi kot dodatni zapisi in vnosi imeniku, ki so povezani in posodobljeni skupaj. Trde povezave lahko tudi spreminjajo velikosti ali atribute zbirke, posodobijo se le tedaj, ko te niso v uporabi. Slika 8: Trda povezava Nadomestni podatkovni tok (ADS) omogoča, da se več tokov poveţe z imenom zbirke. Nadomestni podatkovni tokovi niso prikazani v Windows Explorer in njihova velikost ni vključena v velikost zbirke. Samo glavni podatkovni tok zbirke se ohrani, če se zbirka prenese na sistem FAT, pripne na e-pošto, ali naloţi na spletno stran. Kot rezultat lahko z uporabo nadomestnih tokov za zbirke, ki imajo več tokov, povzročajo teţave. 4 USN Update Sequence Number Journal (posodobitev zaporednih številk dnevnika)

23 Primerjava lastnosti zbirčnih sistemov 15 Podatkovni tokovi so bili uvedeni v operacijskem sistemu Windows NT 3.1 za shranjevanje posebnih podatkov Macintosh operacijskega sistema. Trenutne različice operacijskega sistema Windows več ne vključujejo te podpore. Operacijski sistem Macintosh pa še vedno uporabljajo te lastnosti zbirčnega sistema. Nadomestne podatkovne tokove izkoriščajo vdiralci, ki lahko skrivajo zlonamerno programsko kodo. Microsoft ponuja orodja, ki preverjajo prisotnost zlonamerne programske kode v podatkovnih tokovih. Podatkovni tokovi se uporabljajo tudi v internetnih brskalnikih. Zbirke, ki so prenesene iz raznih spletnih strani so posebej označene, saj so lahko nevarne za lokalni sistem in celoten računalnik. Pred uporabo nas sistem tudi opozori, preden odpremo zbirko. NTFS omogoča t.i. redke zbirke (Slika 9). Redke zbirke so zbirke, ki zasedajo zelo malo prostora in jih lahko zbirčni sistem shrani na različne lokacije med segmenti. Zapis se zapiše le, če vsebuje podatke. Ko je potrebno prebrati zbirko, zbirčni sistem vrne ničle za vse podatke, ki ne obstajajo. Microsoft izvaja podporo za učinkovito shranjevanje redkih zbirk, ki jim omogoča določiti prazno regijo (nič) podatkov. Aplikacija, ki prebere redko zbirko, je zapisana na način, da z zbirčnim sistemom izračunava podatke, da vrne podatke zbirke. Kot pri stisnjenih zbirkah se dejanska velikost redke zbirke ne upošteva pri določanju kvot. Slika 9: Redka zbirka

24 Primerjava lastnosti zbirčnih sistemov 16 NTFS lahko stisne zbirko z uporabo LZNT1 algoritma. Zbirke so stisnjene v koščkih po 16-okvirjev. Stiskanje je koristno, saj pomaga zmanjšati porabo zasedenosti prostora na disku in zmanjša velikost za prenos podatkov. Ko ţelimo zbirko ponovno uporabljati, jo moramo najprej razširiti v prvotno stanje. Zasnova sistemov stiskanja podatkov zato vključuje kompromise med različnimi dejavniki, vključno s stopnjo stiskanja. Varnostne kopije (Volume Shadow Copy Service - VSS ) ohranjajo zgodovino sprememb zbirk in imenikov v nosilcih NTFS, s kopiranjem stare zbirke za varnostno kopijo. Ko uporabnik zahteva, da se vrne na prejšnjo različico, starejša različica prekrije novejšo zbirko. To omogoča tudi varnostno kopiranje podatkov za programe in za arhivske zbirke, ki so trenutno v uporabi. Na zelo obremenjenih sistemih Microsoft priporoča vzpostavitev senčnih kopij na ločenem disku. Znano pod imenom RAID. Imamo lahko več volumnov, na katerih so isti podatki. Ko je en volumen obremenjen, lahko sistem dobi ţelene podatke iz drugega volumna in opravi delo brez nepotrebnega čakanja. NTFS vsebuje šifrirni zbirčni sistem, ki zagotavlja šifriranje katerokoli zbirke ali imenika na volumnu. Šifrirni sistem deluje s šifriranjem zbirk z uporabo simetričnega ključa (znan tudi kot ključ za šifriranje zbirk, ali FEK), ki se uporablja, ker porabi relativno malo časa za šifriranje in dešifriranje velike količine podatkov, kot če bi se uporabljal asimetrični ključ. Simetrični ključ, ki se uporablja za šifriranje zbirk, je potem šifriran z javnim ključem, ki je povezan z uporabnikom, ki je šifriral zbirko in ti šifrirani podatki so shranjeni v nadomestni podatkovni tok v šifrirano zbirki. Ko ţelite dešifrirati zbirke, zbirčni sistem uporabi zasebni ključ uporabnika za dešifriranje simetričnega ključa, ki je shranjen v glavi zbirke. Nato uporabi simetrični ključ za dešifriranje zbirke. Tudi v primeru, da uporabnik izgubi dostop do svojih ključev, je zgrajena dodatna podpora za dešifriranje v sistemu EFS, tako da lahko še vedno dostopamo do zbirk, če je potrebno. Mogoče samo v opombo, da se šifrirni sistem ne nahaja v vseh različicah operacijskega sistema Windows Vista in Windows 7. Šifrirni sistem ni na voljo v različicah Basic in Home operacijskega sistema Windows in ga je treba aktivirati po namestitvi Professional, Ultimate ali Server različice operacijskega sistema Windows. Kvote so bile uvedene v NTFS 3.0. Omogočajo, da uporabnik določi maksimalno količino prostora na disku, ki se ga lahko uporablja. Prav tako omogoča skrbnikom, da

25 Primerjava lastnosti zbirčnih sistemov 17 lahko spremljajo, koliko prostora na disku vsak uporabnik uporablja. Skrbnik ali administrator lahko natančno določi raven prostora na disku, ki ga lahko uporabnik uporablja, preden prejme opozorilo, nato pa onemogoči dostop za uporabnika, ki doseţe zgornjo mejo zasedenega prostora. Podpora kvot ni na voljo v različicah Basic in Home sistema Windows in ga je treba aktivirati po namestitvi Professional, Ultimate ali Server različice operacijskega sistema Windows. Razčlenjene točke zagotavljajo način za razširitev zbirčnega sistema NTFS z dodajanjem dodatne informacije v imeniku, tako da lahko filter zbirčnega sistema predvidi, kako bo operacijski sistem ravnal s podatki. To omogoča oblikovanje kriţišča točk, simbolnih povezav, ki jih omogoča NTFS in točk za pripenjanje naprav in je ključni element za hierarhični sistem shranjevanja. Prav tako lahko delujejo kot trde povezave, vendar niso omejene na točke do zbirk na istem volumnu. Lahko kaţejo na imenike na vseh lokalnih volumnih. Točke pripenjanja (mount) so točke, kjer je korenski imenik drugega zbirčnega sistema pritrjen na imenik prvega zbirčnega sistema. To omogoča, da se dodatni zbirčni sistem lahko pripne, ne da bi zahteval ločeno črko volumna (na primer C: ali D:) za vsak sistem posebej. Ko je pogon pripet, se podatki pripetega volumna dodajo v imenik ţe obstoječega zbirčnega sistema. Pripeti volumen ima lahko kljub temu svojo črko pogona. Zbirčni sistem ne dovoli, da se pogoni med seboj pripenjajo (zanka). Pripeti pogoni so lahko pripeti za nedoločen čas, ob ponovnem zagonu se ponovno samodejno pripnejo. Stičišče imenikov je podobno, kot točke za pripenjanje volumnov. Vendar se stičišče imenikov sklicuje na imenike in na druge volumne. Ta funkcija je podobna simbolnim povezavam na imenike, razen da mora biti cilj v NTFS vedno drugi imenik (Unix omogoča povezavo do katere koli zbirke) in imajo semantiko trde povezave. Stičišče imenikov torej omogoča, da ustvarimo simbolno povezavo do imenika, ki nato deluje kot dvojnik tega imenika. Stičišče imenikov lahko poveţemo le do imenikov na lokalnih volumnih, povezave do drugih zbirčnih sistemov ni podprto. Stičišče imenikov je vrsta razčlenjenih točk. Simbolne povezave (ali mehke povezave) so posebne vrste zbirk, ki vsebujejo sklic na drugo zbirko ali imenik. Simbolne povezave (Slika 10) delujejo transparentno za večino operacij. Program, ki bere ali piše v zbirke, označene s simbolično povezavo, se bo

26 Primerjava lastnosti zbirčnih sistemov 18 obnašal, kot da deluje neposredno na ciljno zbirko. Za obnovitvene aplikacije je potrebno navesti, da gre za simbolično povezavo, da lahko delujejo na pravi zbirki. Simbolna povezava zgolj vsebuje besedilni niz, ki je razlaga in operacijski sistem uporabi povezavo do prave zbirke ali imenika. To je samostojna zbirka in lahko obstaja neodvisno od svojega cilja. Če se zbriše simbolična povezava, cilj ostaja nespremenjen. Če premaknemo, preimenujemo ali izbrišemo cilj, vse simbolne povezave, ki se uporabljajo, ostanejo in kaţejo na neobstoječo zbirko. Simbolne povezave so drugačne od trdih povezav. Trde povezave običajno ne kaţejo na imenike in jih ni mogoče povezati na različne volumne ali druge zbirčne sisteme. Slika 10: Simbolična povezava Enotna stopnja shranjevanja (SIS) omogoča, da če obstaja več imenikov, ki imajo različne, vendar podobne si zbirke, ki lahko imajo enako vsebino, da jih lahko zdruţimo. Enotni primer za shranjevanje omogoča enakim zbirkam, da se zdruţijo v eno zbirko in ustvarijo reference na zdruţene zbirke. SIS je sestavljen iz filtra zbirčnega sistema, ki upravlja s kopiranjem, spreminjanjem, zdruţevanjem zbirk in upravljalnikom volumna, ki išče zbirke, ki so enake ali podobne in potrebujejo zdruţitev. SIS je bil predvsem namenjen za namestitev na oddaljenih streţnikih, ki lahko imajo več namestitvenih slik, ki vsebujejo veliko enakih zbirk. SIS omogoča, da se zdruţijo enake zbirke, vendar za razliko od trdih povezah vsaka zbirka ostane ločena. Spremenimo eno kopijo zbirke, ostale ostanejo nespremenjene. Hierarhično upravljanje shranjevanja (angl. Hierarchical Storage Management) je način prestavljanja zbirk, ki se ne uporabljajo nekaj časa, na cenejše lokacije (Slika 11). Ko

27 Primerjava lastnosti zbirčnih sistemov 19 naslednjič zahtevamo zbirko, razčlenjena točka ugotovi lokacijo in jo vrne iz lokacije. To omogoča, da zbirke, ki se zelo pogosto uporabljajo, dobijo laţji dostop in tako zbirčni sistem porabi povprečno manj časa za iskanje in nalaganje zbirk. Slika 11: Upravljanje shranjevanja Strukturno shranjevanje (Native Structured Storage - NSS) je ActiveX dokument, ki dovoli shranjevanje na istem več tokovnem formatu, ki ga uporablja ActiveX. NSS zbirčni sistemski filter je bil naloţen in se je uporabljal za obdelavo več tokov transparentno na aplikacijo in ko je zbirka prenešena na drug zbirčni sistem, se ta več tokovni format spremeni v enojni tok. 5.3 exfat( EXTENTED FILE ALLOCATION TABLE) Včasih lahko tudi zasledimo pod imenom FAT64. Je zbirčni sistem posebej narejen za mobilne telefone ter ostale zunanje naprave. Podprt je operacijski sistem Windows CE. exfat se lahko uporablja, kjer zbirčni sistem NTFS ni primerna rešitev zaradi strukture, kompleksnosti sistema ali kadar je maksimalna velikost zbirke ali volumna pri FAT32 nesprejemljiva. exfat podpira 32 in 64-bitne različice operacijskega sistema Windows, kakor tudi UNIX in Macintosh. V primerjavi s prejšnjimi različicam FAT ima exfat prednosti: maksimalna velikost volumna je 512 TB. Kar je veliko več, kot je zmoţnost FAT 32, ki lahko ima maksimalno velikost 2 TB. Velikost bloka je lahko največ 32 MB. Velikost posamezne zbirke je največ lahko 512 TB, kar je tudi več, kot v FAT, ki je omogočal največjo velikost zbirke 4GB. Omogoča dodelitev nezasedenega prostora in izboljša brisanje z uvedbo tabele nezasedenega prostora. Vgrajena je podpora za nadzor dostopa do seznamov in podpora za TFAT (transakcijski standard za zbirčne sisteme).

28 Primerjava lastnosti zbirčnih sistemov 20 Rezervacija za OEM odločitvene parametre, ki prilagodijo zbirčni sistem na značilnosti naprav. Podpira tudi UTC standarde za časovne oznake. Razlike v časovnih oznakah je lahko najmanj 10 ms, v FAT sistemih je 2 s, v NTFS pa je 100ns. [1] exfat ima tudi svoje slabosti v primerjavi s FAT različicam. Ni podpore za naprave zunaj računalništva, kot so televizorji, A/V sprejemniki, kamere, digitalni fotoaparati. Te naprave pa imajo v večini FAT podporo. Standardni exfat format uporablja le eno dodelitveno tabelo in tabelo nezasedenega prostora. FAT uporabljajo več izmeničnih tabel, ki omogočajo obnovitev zbirčnega sistema. Dodajanje TFAT komponent za obnovitev dodelitvenih tabel ni podprt. Microsoft ni razkril uradnih specifikacij zbirk exfat sistema in potrebno je pridobiti licenco, če se ţelimo ukvarjati z implementacijo. Operacijski sistem Windows XP mora imeti vsaj nameščen drugi serijski paket popravkov, da ima podporo za uporabo exfat zbirčnega sistema. Starejše različice operacijskih sistemov Windows, DOS in OS/2 sistemi niso podprti. Podpira do zbirk na podimenik. FAT 32 nima te omejitve, omejen je le na število blokov, ki jih lahko naslovi.

29 Primerjava lastnosti zbirčnih sistemov 21 6 ZBIRČNI SISTEMI V LINUX Čeprav gre za zbirčne sisteme, ki opravljajo enake funkcije kot v operacijskih sistemih Windows, Linux uporablja svoje zbirčne sisteme. Največja prednost Linux operacijskega sistema je, da omogoča upravljanje tudi zbirčnih sistemov, ki so na voljo pri operacijskih sistemih Windows. Zaradi velikega števila različic UNIX operacijskih sistemov obstaja tudi veliko število zbirčnih sistemov, ki jih podpira UNIX. Čeprav je skoraj nemogoče, da bi lahko našteli seznam vseh teh zbirčnih sistemov. Med najbolj znane zbirčne sisteme spadajo naslednji: UFS, hsfs, pcfs, NFS, tmpsf, kakor tudi različice ext, ext2, ext3 in ext4, ki se najpogosteje uporabljajo v večini UNIX različic. Delovne postaje v omreţju lahko delujejo z več vrstam zbirčnih sistemov hkrati. Sodobna jedra UNIX so programirana s tako konfiguracijo, da omogočajo delovanje več zbirčnih sistemov. Nekateri operacijski sistemi to omogočajo, da odstranijo gonilnike zbirčnega sistema iz jedra sistema in jih dodajo v programsko kodo, ki omogoča pripenjanje zbirčnega sistema (mount) ali pa kot naloţeni modul jedra operacijskega sistema. Drugi operacijski sistemi pa to doseţejo z tem, da gonilnike zbirčnih sistemov vstavijo kot sestavni del kode jedra operacijskega sistema. 6.1 UFS ZBIRČNI SISTEM V primerjavi z zbirčnimi sistemi, ki jih uporablja Windows so različni od UNIX zbirčnih sistemov ţe po sami zgradbi. Windows uporablja tabele za upravljanje s podatki zbirke, UNIX pa inode. Uporabljajo se tudi različni algoritmi in strukture za iskanje in shranjevanje zbirk na danih lokacijah. UFS zbirčni sistem je standard UNIX sistema, ki temelji na Berkeley hitrem zbirčnem sistemu (FFS). Večina drugih UNIX zbirčnih sistemov se zanašajo na strukture, ki jih vsebuje zbirčni sistem UFS. Sedanji UFS zbirčni sistem je dobil veliko sprememb in novosti za izboljšanje učinkovitosti in zanesljivosti diskovnega podsistema. UFS omogoča beleţenje sprememb in dejanj (journaling).

30 Primerjava lastnosti zbirčnih sistemov 22 Funkcija beleţenja nameni 1MB prostora na 1GB prostora, ki ga uporablja zbirčni sistem. Gonilniki diska zapisujejo vse spremembe, lahko rečemo tudi transakcije, ko se prijavite v sistem. Ko se podatki zapišejo v dnevnik, šele tedaj je transakcija končana. Zbirčni sistem kasneje zapiše informacije na disk. Super blok zagotavlja strukturo zbirčnega sistema UFS. Super blok shranjuje veliko informacij o zbirčnem sistemu. Te informacije vključujejo naslednje. Velikost in status zbirčnega sistema Ime zbirčnega sistema in ime volumna Velikost logičnega bloka zbirčnega sistema Datum in čas zadnje posodobitve Velikost cilindra Število podatkovnih blokov na cilinder povzetek podatkovnih blokov: vsebuje povzetek informacij o volumnu, število inode imenikov, fragmenti in skladiščenje blokov v zbirčnem sistemu. Informacije o stanju zbirčnega sistema: stabilno, aktivno Ime poti do zadnje točke pripetega volumna Super bloki se nahajajo na začetku volumna in v vsaki skupini cilindrov. Vsak super blok je različno odmaknjen od začetka cilindra. Vrednost, za koliko je odmaknjen, se izračuna, tako da lahko sistem posreduje podatke, kje se nahaja. Slika 12 prikazuje strukturo UFS sistema z uporabo super bloka. [2]

31 Primerjava lastnosti zbirčnih sistemov 23 Slika 12: Struktura UFS zbirčnega sistema Inode shranjujejo podatke o super blokih. Inode je 128-bitna struktura, ki vsebuje naslednje informacije. Vrsta zbirke: redka, gosta, imenik, posebni blok, posebne oznake, simbolične povezave ali vtičnice Način dostopa do zbirke: dovoljenja za branje, pisanje in izvajanje za to zbirko Uporabniško ime lastnika zbirke Skupina lastnika zbirke Število zlogov v zbirki Niz petnajstih naslovnih blokov, ki jih uporablja zbirka Datum in čas zadnjega dostopa do zbirke Datum in čas zadnje spremembe zbirke Datum in čas kreiranje zbirke Prva dva inode-a se uporabljata za shranjevanje zgodovine zbirke, tretji inode pa se uporablja za korenski imenik. Seznam petnajstih naslovnih blokov, shranjenih v inode-u, kaţejo na razne bloke podatkov, ki shranjujejo vsebino zbirke. Prvih dvanajst od teh blokov se imenujejo neposredni bloki. Neposredni bloki neposredno kaţejo na bloke, kjer

32 Primerjava lastnosti zbirčnih sistemov 24 se nahajajo podatki, ki jih vsebuje zbirka. Če je zbirka večja in potrebuje več kot dvanajst blokov, ima inode še trinajsti blok, ki pa posredno kaţe na podatke. Posredni blok vsebuje vmesni blok, ki ima naslove blokov, ki jih uporablja ta zbirka. Štirinajsti blok kaţe na dvojno posredni blok. Dvojni blok posredno kaţe na bloke, ki vsebujejo naslove dodatnih posrednih podatkovnih blokov za to zbirko. Torej je potrebno preiti preko dveh vmesnih blokov, da pridemo do podatkov zbirke. Podobno se izvaja tudi na petnajstem bloku vendar gre tukaj še globlje. Uporablja trojno posredno delovanje. Tukaj so kar trije vmesni bloki preden pridemo do podatkov zbirke. [2] Slika 13 prikazuje strukturo inode. Slika 13: Zgradba inode NTFS in UFS se razlikuje po maksimalni velikosti volumna in velikosti posamezne zbirke. Tudi UFS je, tako kot NTFS, čez čas bil deleţen mnogih posodobitev. UFS pogon lahko naslovi 2 73 bajtov, kar je veliko več, kot podpira zbirčni sistem NTFS. Tudi zbirka je maksimalno lahko velika 2 73 bajtov. To omogoča zbirčni sistem UFS predvsem zaradi različnosti v zgradbi. UFS lahko bere NTFS zbirčni sistem, obratno pa ne. Lahko omenimo še, da UFS sprva ni shranjeval podatkov o času kreiranja zbirk in ni podpiral dodatnih atributov. Morda še omenimo, da se zbirčni sistem UFS uporablja pri igralni konzoli PlayStation 3 in je bil uporabljen tudi pri PlayStation 2.

33 Primerjava lastnosti zbirčnih sistemov HSFS (HIGH SIERRA FILE SYSTEM) High Sierra zbirčni sistem je znan tudi kot ISO Je poseben zbirčni sistem, razvit za uporabo na optičnih medijih (CD-ROM). Struktura in način delovanja na zgoščenkah sta drugačna, kot na trdih diskih. ISO 9660 velja za standard v zbirčnih sistemih na optičnih medijih. Sistem ureja podatke zbirke v goste sekvenčne postavitve, da bi zmanjšal nesekvenčne dostope z uporabo hierarhičnega drevesa (8 ravni imenikov), ki ga uporabljata FAT in UFS sistem. Da bi omogočal vse splošno kompatibilnost z večino zbirčnih sistemov, je opredeljen minimalni nabor lastnosti zbirk in imena atributov. Najmanjša enota v formatu optičnih medijev se imenuje okvir ali blok, ki zaseda 24 zlogov. Podatki so organizirani v bloke ali sektorje. Vsak sektor vsebuje 98 blokov in ima 2352 zlogov. Prvi način, ki je poimenovan tudi rumena knjiga, se uporablja za računalniške podatke. Razdeli 2352 zlogov velike bloke na dele, ki se delijo na 12 zlogov za sinhronizirane podatke, štiri zloge zasede glava podatkov, 2048 zlogov pa zasedajo uporabniški podatki, ostaja pa še 288 zlogov za odkrivanje napak in kode. Ta koda pomaga preprečiti, da bi se ti podatki poškodovali pri odčitavanju. Izvedljive zbirke so še posebej občutljive na napake in napaka pri branju teh medijev pomeni le eno, da je medij neberljiv oziroma zanič. Poznamo tudi drugi način imenovan obrazec 1, ki se uporablja za podatke in ima enako strukturo, kot prvi način, vendar le z razliko v razporeditvi le teh. Uporaba tega načina ni priporočena, zaradi nezdruţljivosti z drugimi sistemi. Obstaja tudi obrazec 2, ki se uporablja za podatke, kot so zvok in video. Deljeni so v 2352 zlogov, 12 zlogov za sinhronizirane podatke, 4 zloge za glavo podatkov in 2336 zlogov za uporabniške podatke. Obrazec 2 ponuja več prostora za podatke, kot obrazec 1 z izpustitvijo zlogov za napake, saj tudi ob morebitnih manjših napakah le-te ne bodo povzročale prevelike škode v zvoku ali sliki. Zbirčni sistem HSFS lahko na dva načina dostopa do zbirk. Eden od načinov je, da zaporedoma preide imenike (hierarhično) in pogleda skozi vsako zbirko, če je zbirka prava. (podobno kot Windows in UNIX zbirčni sistemi). Drugi način pa je z uporabo vnaprej predvidene tabele poti, kjer so vsi vnosi našteti v zaporedju vsebin zbirk z ustreznimi vnosi. Nekateri sistemi nimajo te moţnosti, zato uporabljajo primerjavo tabele za iskanje zbirke. Čeprav je uporaba velike linearne tabele včasih sporna, nam lahko pomaga pri hitrem iskanju zbirke, ne da bi preverjali celoten disk. Vsi večji podatki so shranjeni dva-

34 Primerjava lastnosti zbirčnih sistemov 26 krat, vendar v dveh različnih formatih, veliki in mali Indijanec. Osnovni deskriptor deluje podobno kot super blok pri zbirčnem sistemu UFS. V primarnem deskriptorju je zapis korenskega imenika, ki opisuje pot do sosednjih imenikov. Vnosi imenikov so shranjeni na tej lokaciji. Korenski imenik je shranjen kot razširitev ali sekvenčno zaporedje sektorjev, ki vsak vsebuje imenik, ki je v korenskem imeniku. Ker sistem deli podatke na logične bloke, je velikost teh blokov shranjena v primarnem deskriptorju. Slika 14 prikazuje struktura imenika, ki ga uporablja zbirčni sistem HSFS. Slika 14: Struktura imenika ISO 9660 HSFS ima tudi nekaj slabosti. V starejši različici so imena zbirk omejena na format 8.3. Ime lahko ima le velike črke, številke in podčrtaj. Največja globina imenika je lahko 8. Kasneje so odstranili to omejitev z velikostjo števca enega zloga. Ime lahko sedaj vsebuje do pribliţno 180 znakov, odvisno od tega, koliko dodatnih atributov ima zbirka. Zbirke ne smejo biti stisnjene, ker to onemogoči paketno pisanje ali snemanje zgoščenke. Unix operacijski sistemi sami pretvorijo velike črke v male. Druga omejitev, ki ni tako izpostavljena, je omejeno število imenikov. Uporablja strukturo tabela poti. Za vsak imenik tabela poti ustvari identifikator staršev imenika in problem nastane, ker je za identifikator 16 bitna številka in tako lahko vsebuje vrednosti od 1 do Vsebina imenika je

35 Primerjava lastnosti zbirčnih sistemov 27 zapisana drugje, to pomaga pri hitrem iskanju. Operacijski sistemi Windows to uporabljajo, Linux operacijski sistemi pa ne. Če bo slika sestavljena iz več kot delov bo berljiv v Linux, v Windows pa ne. Vse odvečne zbirke bodo prikazane kot prazne. To lahko preizkusimo, ko ţelimo zapeči razne medije, dodamo več imenikov in nam bo javilo napako. 6.3 EXT2 (SECOND EXTENDED FILE SYSTEM) Med najbolj popularne zbirčne sisteme pri Linux operacijskih sistemih spadajo tudi EXT različice. EXT 2 je zbirčni sistem, ki ima izboljšano zmogljivost, učinkovitost in robustnost sistema, da bi zmanjšal moţnosti izgube podatkov. Podpira standardne vrste UNIX zbirk: navadne zbirke, imenike, posebne zbirke naprav in simbolne povezave. Sistem je sposoben upravljati z velikimi volumni. Največja prednost je, da omogoča največjo velikost zbirke do 16GB oziroma s posodobitvami in nastavitvijo velikosti bloka celo do 2 TB. Imena zbirk lahko zavzamejo do 255 znakov, po potrebi se lahko razširi na 1012, kar je celo več od današnjih zbirčnih sistemov. Sistem rezervira nekaj blokov za administratorja. Običajno je to pribliţno 5% blokov. To omogoča, da administrator enostavno reši situacijo, v katerih uporabnik zapolni zbirčni sistem. Poleg standardnih funkcij zbirčnih sistemov EXT2 podpira tudi nekaj razširitev, ki jih ostali UNIX zbirčni sistemi ne uporabljajo. Lastnosti zbirk omogočajo uporabniku, da spremeni obnašanje jedra, ko ta deluje na mnoţico zbirk. Novo narejene zbirke podedujejo atribute imenika, v katerem se nahajajo ali pa podedujejo atribute prejšnje zbirke. EXT2 omogoča administratorjem, da lahko izbirajo velikost logičnega bloka. To je moţno le ob ustvarjanju zbirčnega sistema. Velikosti blokov so 1024, 2048 in 4096 zlogov. Da določimo pravilno velikost bloka, se moramo zavedati, s kakšnimi zbirkami bo zbirčni sistem deloval. Če bodo te zbirke večjih velikosti, potem je boljša izbira večja velikost bloka, saj s tem izboljšamo zmogljivost sistema, ki ne potrebuje večkrat dostopati do glave diska, za iskanje delov zbirke. Če pa uporabljamo male zbirke, pa ni priporočljivo uporabljati velike velikosti bloka, ker če imamo male velikosti zbirk, potem nam ostanejo ti veliki bloki večinoma prazni in po nepotrebnem zasedajo prostor. EXT2 omogoča simbolne povezave, EXT jih ne podpira tako kot FAT ne. Simbolične povezave ne uporabljajo podatkovnih blokov na sistemu. Ime zbirke ni shranjeno v podatkovnem bloku,

36 Primerjava lastnosti zbirčnih sistemov 28 ampak je shranjeno v inode-u samem. To prihrani nekaj prostora na disku in pripomore k hitrejšemu povezovanju. Ima pa svoje omejitve. Maksimalna velikost imena zbirke je lahko le 60 znakov. Sistem tudi beleţi svoje stanje. Posebni del bloka uporablja jedro, ki prikazuje stanje zbirčnega sistema. Ko je sistem v načinu branja in pisanja, je kot njegovo stanje zapisano zaseden, če je v načinu branja, pa je stanje nezaseden. To pomaga pri zagonu sistema, da se odloči, ali je potrebno preveriti sistem. Jedro tudi zapisuje napake. Ko se shrani napaka, je stanje sistema napačno. Nato sistem na silo preveri zbirčni sistem, ne glede na stanje zbirčnega sistema. EXT2 ima tudi implementirano, da preverja sistem na določen časovni interval. To se ponavadi izvede, ko dodamo novo napravo. Na začetku EXT2 ni imel podpore za stisnjene zbirke, ampak je bilo to dodano kasneje. Transparentno šifriranje pa ni omogočeno še do danes. Sistem ne podpira dodatnih atributov zbirk in imenikov. Slika 15 prikazuje obliko fizičnega zapisa pri zbirčnem sistemu EXT2. [9] Slika 15: Oblika fizičnega zapisa EXT2 6.4 EXT3(THIRD EXTENDED FILE SYSTEM) Je naslednik zbirčnega sistema EXT2. Njegova glavna prednost pred EXT2 je beleţenje dnevnika, ki izboljšuje zanesljivost in odpravlja potrebo za pregled zbirčnega sistema ob morebitnih napakah. Velika prednost je tudi, da se lahko EXT2 nadgradi v EXT3, brez kakršnih varnostnih kopiranj in obnavljanj sistema. EXT3 porabi veliko manj procesorske moči kot ostali zbirčni sistemi. Prav tako je tudi varnejši, preprostejši za uporabo od ostalih Linux zbirčnih sistemov. V sistemu je dodano beleţenje, sprotno naraščanje sistema in uporabo H-drevesa za indeksiranje večjih imenikov. Brez teh