Sistema de arquivos - HPFS e ReiserFS/4
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O documento descreve e compara os sistemas de arquivos ReiserFS e HPFS. ReiserFS foi criado por Hans Reiser para melhor gerenciar arquivos pequenos e oferecer transações atômicas, enquanto HPFS foi desenvolvido pela Microsoft para otimizar o uso de espaço em disco. Embora ambos tenham tido vantagens em suas épocas, atualmente têm pouca adoção devido aos limites técnicos e históricos de cada um.
Sistema de arquivos - HPFS e ReiserFS/4
- 1. SISTEMA DE ARQUIVOS REISER E HPFS Anderson, Cicero, Daiane, Gabriela, Gerson, Tyele
- 2. O que é Sistema de Arquivos • É um sistema de armazenamento de dados que tem a função de fornecer ao sistema operacional uma estrutura necessária para ler/gravar/executar arquivos. • Um sistema de arquivos é a parte mais visível de um sistema de computação. • É criado durante a formatação de uma partição no disco rígido (HD). • No Linux este passo é feito durante a instalação do mesmo, onde o usuário irá escolher por qualquer sistema de arquivos ele irá utilizar em cada partição
- 3. Conceito de arquivo • Um arquivo é um recurso para armazenamento de informação • Um arquivo pode ser considerado como um objeto, possuindo um nome que o identifica, atributos e valores. • Os arquivos são o computador. • Ex: São como as peças do motor de um carro: elas estão lá para que o carro funcione bem.
- 4. Tipos de arquivos • Áudio - Ex.: MP3, WMA • Vídeo – Ex.: AVI, MOV • Imagem – Ex.: JPEG, PNG, GIF • Compactadores – Ex.: ZIP, RAR • Documentos – Ex.: DOC, PDF
- 5. ReiserFS • Criado por Hans Reiser e mantido pela empresa The Namig System Venture (Namesys) • Sua primeira introdução foi em 2001 no Linux 2.4.1 • São seus patrocinadores as empresas Linspire e Novell (Novell até 2006) • O ReiserFS já foi o sistema de arquivos padrão nas distribuições GNU/Linux que são Elive, Xandros, Linspire e GoboLinux. • ReiserFS saiu do mercado em 2008, pois Hans Reiser foi condenado a 15 anos de prisão.
- 6. Características Técnicas - ReiserFS • Possui tamanho de blocos variáveis, suporta a arquivos de arte 1 Eib de tamanho. • O acesso mhash, a árvore de diretórios é um pouco mais rápido que o ext3. • Dentre os vários tamanhos de bloco: 512, 1024, 4096 e 8192 bytes • Não utiliza blocos de tamanho fixo e sim o ajuste do tamanho deste bloco conforme o tamanho do tipo de arquivo utilizado em cada parte do HD
- 7. Recuperação • É simples e dispensa o uso de ferramentas adicionais. • Ele tem uma própria ferramenta “reiserfsck”. • O maior problema é que o “reiserfsck” nem sempre consegue recuperar corretamente os nomes do arquivos.
- 8. Implementação • O Reiser4 é uma nova implementação do ReiserFS, ou seja, é seu sucessor natural. Sua proposta é a de oferecer, entre outros recursos, o seguinte: • Journaling mais eficiente; • Melhor suporte a grandes quantidades de arquivos pequenos; • Gerenciamento mais rápido de diretórios com muitos arquivos (na casa dos milhares); • Estrutura de arquivos dinamicamente otimizada; • Transações atômicas na modificação do sistema de arquivos. Neste caso, uma operação só pode ser tida como concluída se executada por completo, ou seja, não há meio termo: ou está feito ou não está.
- 9. Estrutura – B+Tree • Os dados são fixados em posições organizadas por divisões denominadas folhas. • As folhas são organizadas por nós ou ponteiros chamados de sub-árvores, que estão ligados a um nó raiz. • Esse processo organizacional exige algoritmos mais complexos, porém apresenta performance superior na gravação e no acesso aos dados, se comparado a outros sistemas de arquivos;
- 10. Blocos, metadados e formas de organizar dados no sistema; • O ReiserFS não aloca espaço em disco de acordo com os blocos disponíveis no HD, mas sim aloca o tamanho exato que é necessário para aquele arquivo. • Para arquivos pequenos, seus dados em si e seus metadados são gravados muito próximos um do outro. Assim os arquivos podem ser lidos e recuperados com uma única movimentação do cabeçote de leitura do disco(HD). • O fato de o ReiserFS ser muito bom em gerenciar arquivos pequenos não significa que o tratamento com arquivos grandes seja ruim.
- 11. Permissões • Reiserfs só pode acessar e recuperar dados de Linux. • Acesso a dados imediata para sistemas de arquivos consistentes. • O software permite acessar dados em todos os sistemas de arquivos suportados, incluindo sistemas de arquivos armazenados em imagens de disco, disco virtual, storages RAID, etc, sem a necessidade de exame anterior.
- 12. ReiserFS - Vantagens • Journaling mais eficiente; • Melhor suporte a grandes quantidades de arquivos pequenos; • Gerenciamento mais rápido de diretórios com muitos arquivos (na casa dos milhares); • Estrutura de arquivos dinamicamente otimizada; • Transações atômicas na modificação do sistema de arquivos. Neste caso, uma operação só pode ser tida como concluída se executada por completo, ou seja, não há meio termo: ou está feito ou não está.
- 13. ReiserFS - Desvantagens • Não há desfragmentação. • Consumo elevado de CPU – utiliza no mínimo sete por cento da CPU, podendo chegar a consumir 99 por cento da mesma; • O futuro do ReiserFS é atualmente dado como incerto, em virtude da prisão, em 10 de Outubro de 2006, de Hans Reiser, seu criador, e sua condenação em 28 de Abril de 2008 pelo assassinato de sua mulher no início de Setembro de 2006.
- 14. Limites • Tamanho máximo de arquivo: 1 EiB (8 TiB em sistemas de 32 bits) • Número máximo de arquivos: Aproximadamente 4 bilhões • Tamanho máximo de volume: 16 TiB (aproximadamente 17.6 TB)
- 15. HPFS • Foi escrito por Gordon Letwin e outros na Microsoft e adicionado a versão 1.2 do OS/2 em 1989, na altura ainda um compromisso conjunto da Microsoft e IBM. • Apesar de eficiente, este sistema de arquivos caiu em desuso junto com o OS/2. • Microsoft utilizou o HPFS no Windows NT e as versões do NT que suportavam o HPFS eram a 3.1, 3.5, 3.51. • Atualmente, o único sistema operacional que suporta o HPFS é o Linux.
- 16. Características Técnicas - HPFS • O HPFS tem estrutura de diretórios semelhante à FAT. • Utilização mais eficiente do espaço em disco • Adiciona classificação automática de diretórios com base nos nomes de arquivo. • Menor fragmentação de dados. • Nomes de arquivo com até 254 caracteres de dois bytes. • Uma arquitetura interna que mantém os itens relacionados próximos uns dos outros sobre o volume de disco. • Não utiliza cluster, e a unidade de alocação é alterada para os setores físicos de 512 bytes, o que reduz a perda de espaço em disco. • Também pode manter 64 KiB de metadados ( "atributos estendido") por arquivo.
- 17. Implementação • Foi uma melhoria em FAT, a raiz foi colocado no meio do volume para ajudar com os tempos de acesso mais rápidos. A raiz de FAT foi armazenado no início do disco.
- 18. Estrutura – B+Tree • Os dados são fixados em posições organizadas por divisões denominadas folhas. • As folhas são organizadas por nós ou ponteiros chamados de sub-árvores, que estão ligados a um nó raiz. • Esse processo organizacional exige algoritmos mais complexos, porém apresenta performance superior na gravação e no acesso aos dados, se comparado a outros sistemas de arquivos;
- 19. Blocos, metadados e formas de organizar dados no sistema; • Blocos de montagem da estrutura de disco HPFS, um disco HPFS possui as três estruturas básicas a seguir: • • BootBlock • SuperBlock • SpareBlock
- 20. Permissões • Foi introduzido pela primeira vez com o SO/2 1.2 para permitir um maior acesso a unidades de disco rígido maiores daquelas aparecendo no mercado. • O HPFS mantém a organização de diretório do FAT, mas adiciona classificação automática do diretório baseado em nomes de arquivo. • Também permite que um arquivo seja composto de "dados" e atributos especiais para permitir uma maior flexibilidade em termos de suporte de outras convenções de nomeação e segurança. • A unidade de alocação é alterada de clusters para setores físicos (512 bytes), que reduz o espaço em disco perdido.
- 21. HPFS - Vantagens • Tem um ótimo sistema de tratamento de erros, com hotfixies e a fragmentação do disco é mínima, o que também diminui a probabilidade de erro no disco. • Força a procura por setores para alocar novos arquivos sem serem fragmentados. • Não tem desperdício em disco, pois não há clusters e a menor unidade de alocação é o próprio setor. • Suporte para níveis hierárquicos de segurança. • Melhor do que a versão FAT em muitos aspectos.
- 22. HPFS - Desvantagens • Funcionamento melhor para discos entre 200 e 400 Mb. • Suportado apenas pelo Windows 3.1, 3.5 e 3.51. Windows NT 4.0 ou superior não acessam mais partições HPFS. • Não é possível definir os níveis de segurança do HPFS sobre o Windows NT.
- 23. Limites • Número máximo de arquivos: Ilimitado • Tamanho máximo de volume: 64 GiB • Número de unidades físicas: 24 • Número de partições: 16 • Tamanho da partição: 512 GB • Tamanho do setor: 512 bytes • Tamanho do bloco (unidade de alocação): 512 bytes • Tamanho máximo do arquivo: 2 GB
- 24. Diferenças HPFS REISERFS Não há desperdícios em disco, pois não há clusters e a menor unidade de alocação é o próprio setor. Processo de inicialização do sistema é muito mais rápido que os outros, pois verifica apenas no disco rígido o que é apontado pelo “journal file” e ao uso árvores balanceada Suporte para níveis hierárquicos de segurança. Suporta arquivos maiores que 2GB Pode inutilizar totalmente a unidade e os custos para tentar recuperar os dados são caríssimos sem muitas probabilidades de recuperação dos dados. Oferece uma grande proteção contra o corrompimento de arquivos em caso de desligamento incorreto, principalmente.
- 25. Conclusão • Concluímos então que ambos sistemas arquivos tiveram seu auge, mas acabaram no esquecimento de muitos. Em suas épocas tiveram grandes progressos quando se tratava de sistemas de arquivos pois era algo inovador e que estava em constante evolução.