第二十八天 Implementing File-System(檔案系統實作)--下

今天來把剩下的說完～～

昨天提到檔案配置的方法，檔案配置就需要空間，那現在就來講free space如何管理。Free space可以透過以下的方法來管理：

1. Bit Vector(Bit Map)：他是透過一組bit來代表block有沒有被用到，一個bit對應一個block。這個方法比較容易找到連續的檔案，但是bit vector會佔用memory的空間，不適用在大型硬碟上。
2. Linked List：將可用空間串連起來，所以比較不會浪費空間，但這個方法不容易找到連續空間來存放檔案。
3. Grouping
4. Counting

Free space也是需要保護，不被惡意程式使用，像是指向free list的指標，然後bit vector也需要被存放在硬碟內，而且block的使用狀態在記憶體跟硬碟中，不能有差異。如果有差異存在，有個解決方法，先將硬碟內的狀態設為被使用，接下來再分配block的使用，最後才將記憶體內block的使用狀態設為被使用。以下有例圖：

影響檔案系統效率的原因有：

• 硬碟如何分配
• 目錄的演算法
• 存放在檔案內資料的型態

能夠增加效能的方法：

• Disk cache：將常用的block放到記憶體內
• Free-behind and read-ahead：讓要做的事有最好的安排順序，需要讀的檔案就先做，執行完後需要釋放空間的動作，在空間足夠下，就晚一點再執行。
• 將部分的記憶體當硬碟使用，像是virtual disk

而檔案再執行難免都會有出錯的時候，這時我們就要想辦法來恢復：

• 一致性的檢查：將目錄結構中的data和disk上的比較，並嘗試修復不一致的問題。
• 使用system program將資料備份到其他儲存裝置。
• 通過備份資料來還原失去的檔案或是硬碟

Log Structured File System(LFS)：
LFS紀錄著每一次檔案的更新動作，檔案不管做什麼動作都要寫入log內，而且一旦寫進去皆會被commit，但file system可能還沒有這麼快就更新。而log內的動作是非同步的寫入file system，意思是當檔案被修改後，log的動作會被移除。但如果檔案系統crashes的話，log內的動作還是會繼續執行。

Network File System(NFS)：
這個系統是由Sun公司所發展的，所以他之前也叫Sun Network File System。這個系統是可以透過網路，讓不同的機器、不同的作業系統可以彼此分享個別的檔案，將遠端NFS的伺服器分享的目錄載到本地，讓遠端目錄看起來像是自己硬碟內一部分。他是使用UDP的方法而不用TCP，因為TCP的overhead太大，效能不好，使用者無法接受delay time那麼長。其他更細項的介紹就麻煩上網找找囉～

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