Een filesystem verandert een platte array van schijfblokken in een hiërarchie van files en directories, en beheert de metadata en vrije ruimte om dat betrouwbaar en snel te maken.
In UNIX-filesystems is elke file een (index node) — een structuur die de van de file bevat (grootte, eigenaar, permissies, timestamps, link count) en . Merk op wat een inode opslaat: de . Namen leven in , die gewoon files zijn die naam → inode-nummer mappen:
directory "docs" inode 1042 data blocks
┌───────────────────┐ ┌──────────────┐ ┌────────┐
│ "report.txt" →1042│───────────▶│ mode, uid │──ptr───▶│ block │
│ "notes.txt" →1050│ │ size, times │──ptr───▶│ block │
└───────────────────┘ │ link count=2 │ └────────┘
│ block ptrs │──(indirect)──▶ ...
└──────────────┘
Dit is waarom een hard link slechts een tweede directory-entry is die naar dezelfde inode wijst (link count 2), en waarom rm eigenlijk unlink is — het verwijdert een naam en geeft de inode pas vrij wanneer de link count nul bereikt.
Eén logische operatie (bv. een append) raakt meerdere blokken aan — de inode, de free-space bitmap, de data. Een crash halverwege laat het filesystem inconsistent achter. Een journal schrijft de bedoelde wijzigingen eerst naar een log, en past ze daarna toe; na een crash speelt het FS het journal opnieuw af (of verwerpt het) in plaats van een trage volledige scan (fsck). Modi ruilen veiligheid tegen snelheid: journal alleen metadata (snel, gangbaar) versus metadata en data.
De kernel cachet filedata in RAM in de page cache, zodat herhaalde reads het geheugen raken en writes worden gebufferd en later geflusht (write-back):
buffered I/O (default): app ↔ page cache ↔ disk → cached, async writeback, fast re-reads
direct I/O (O_DIRECT): app ↔ disk → bypass the cache; DBs manage their own
fsync(): force buffered data to durable storage (required for real durability)
Buffered I/O is snel, maar "geschreven" data is niet duurzaam tot fsync; databases gebruiken vaak direct I/O plus hun eigen buffer pool om caching en duurzaamheid precies te sturen.
De interne werking van filesystems verklaart alledaags gedrag: waarom hard links werken, waarom het verwijderen van een file die een proces nog open heeft geen ruimte vrijmaakt tot het sluit, waarom fsync essentieel is voor duurzaamheid (en een klassieke data-verlies-bug wanneer weggelaten), en waarom de tweede read van een file direct is (page cache). Senior engineers redeneren hierover bij het kiezen tussen buffered en direct I/O voor een database, het dimensioneren van RAM voor cache, of het debuggen van een crash-consistentieprobleem.
Een bibliotheek met IT-sollicitatievragen met gedetailleerde antwoorden — van Junior tot Senior.
Doneren