Datotečni sistem (filesystem) ploščato polje diskovnih blokov spremeni v hierarhijo datotek in imenikov ter upravlja metapodatke in prosti prostor, da je to zanesljivo in hitro.
V datotečnih sistemih UNIX je vsaka datoteka (index node) — struktura, ki hrani datoteke (velikost, lastnik, dovoljenja, časovni žigi, število povezav) in . Bodite pozorni, česa inode hrani: . Imena živijo v , ki so le datoteke, ki preslikajo ime → številko inoda:
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)──▶ ...
└──────────────┘
Zato je hard link le drugi imeniški vnos, ki kaže na isti inode (link count 2), in zato je rm v resnici unlink — odstrani ime in inode sprosti šele, ko število povezav pade na nič.
Ena logična operacija (npr. append) se dotakne več blokov — inoda, bitne maske prostega prostora, podatkov. Sesutje na sredini pusti datotečni sistem nekonsistenten. Journal najprej zapiše nameravane spremembe v dnevnik, nato jih uveljavi; po sesutju datotečni sistem journal ponovno predvaja (replay) ali zavrže, namesto počasnega popolnega pregleda (fsck). Načini menjajo varnost za hitrost: journaling samo metapodatkov (hiter, pogost) proti metapodatkom in podatkom.
Kernel podatke datotek predpomni v RAM-u v page cache, zato ponovna branja zadenejo pomnilnik, pisanja pa so medpomnjena (buffered) in izpraznjena kasneje (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 V/I je hiter, a "zapisani" podatki niso trajni, dokler ni klica fsync; baze pogosto uporabljajo direct I/O in lasten buffer pool, da natančno nadzirajo predpomnjenje in trajnost.
Notranjost datotečnega sistema pojasni vsakdanje vedenje: zakaj hard linki delujejo, zakaj brisanje datoteke, ki jo proces še drži odprto, ne sprosti prostora, dokler je ne zapre, zakaj je fsync bistven za trajnost (in klasičen hrošč izgube podatkov, ko je izpuščen) in zakaj je drugo branje datoteke takojšnje (page cache). Senior inženirji o tem sklepajo, ko za bazo izbirajo buffered proti direct V/I, dimenzionirajo RAM za cache ali razhroščujejo težavo s konsistentnostjo po sesutju.
Knjižnica IT vprašanj za razgovore s podrobnimi odgovori — od začetnika do izkušenega.
Doniraj