Technische Sicht auf Dateisysteme

Blöcke & Cluster

• Medien sind blockweise organisiert; Zugriff ist wahlfrei (random access).
• Festplatten haben Sektoren (512 B oder 4 KB).
• Dateisysteme fassen Sektoren zu Blöcken / Clustern (z.B. 4 KB) zusammen; das Verhältnis ist der Clusterfaktor.

Blöcke werden verwendet für: datei-übergreifende Daten (Bootblock, Superblock, Verwaltung), datei-spezifische Metadaten und die Datenblöcke selbst.

Anlegen eines Dateisystems

1. Medium auf Hardware-Ebene formatieren.
2. in logische Partitionen einteilen.
3. pro Partition ein Dateisystem anlegen (Sektoren → Blöcke; Verwaltungsstrukturen anlegen).

Datei-Deskriptoren (File Control Blocks)

Nicht die Namen, sondern die Datei-Deskriptoren sind wesentlich:

• enthalten die Meta-Informationen (Attribute),
• ermöglichen den Zugriff auf die Datenblöcke.

Der Name Lookup setzt den Namen auf den Deskriptor um — ein oft teurer Vorgang, daher gecached. Dateisysteme unterscheiden sich, ob Deskriptoren im Verzeichnis (FAT) oder zentral (Unix-Inodes, NTFS-MFT) gehalten werden.

Drei konsistenzpflichtige Strukturen

In vielen Dateisystemen müssen drei Informationsquellen konsistent sein:

1. die Verzeichnis-Einträge zu den Files,
2. die Infos in den Datei-Deskriptoren,
3. die Free List (Liste freier Blöcke).

Wie konkret die Blöcke einer Datei zugeordnet werden, zeigt die Datenblock-Verwaltung; wie Konsistenz trotz Caching gewahrt bleibt, das Journaling.

Verwandte Notes

Datenblock-Verwaltung · Inode · Journaling · Logische Sicht auf Dateisysteme · Festplatten-Scheduling

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