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Filesysteme

Wie funktioniert ein Buffer Cache?

• bringt den Kern der Blöcke in den Hauptspeicher
• ändert diesen nach Bedarf
• macht danach eine Anfrage diese File im System zu speichern
• um Antwortzeiten zu verkleinern, verkleinert er Zugriffszeiten
• Blöcke werden im Memory abgelegt und eine Zeit lang verwaltet
• Blockzugriff stark beschleunigt bei mehrfacher Verwendung
• Datentranfser passiert über DMA (direct memory access)

Was für 3 Listen werden für einen Buffer Cache gebraucht?

• Freie Liste
  • Listet alle freien Plätze vom Cache auf
• Device Liste
  • Listet alle Buffer die momentan mit einem FS verknüpf sind
• Driver I/O Queue
  • Listet Buffer auf die bei einem bestimmten Devices mit I/O interagieren

Wie funktioniert ein Buffer Cache?

• enthalten Daten von kürzlich verwendeten Blcöken
• wenn der Kern Daten lesen möchte versucht er es immer zuerst vom Cache
• falls die Daten im Cache sind braucht er sie nicht von der Disk zu lesen
• falls die Daten nicht im Cache sind, wernden sie geladen und im Cache abgelegt

Was bedeutet VFS?

Virtual File System

Was ist das Unix Virtual File System?

• universelles FS interface
• FS calls im POSIX Format
• Vorraussetzungen
  • symbolischen und einzigartiger Namen
  • hat einen Besitzer und ist geschützt
• für jedes spezifische FS wird ein mapping Modul bereitgestellt

Wie sind die Blöcke um eine File zu lesen?

• suche nach einem Superblock
• findet root Verzeichnes und Pfad über iNode
• kopiert iNode in vNode (RAM)
• vNode enthält Pointer auf Funktionstabelle
• Erstellt für den Prozess einen File Deskriptor
• User Process greift über File Deskriptor und vNode auf das File zu

Was sind die Anforderungen an ein modernes Filesysstem?

• grosse Adressierbarkeit
• Volume Manager eingebaut
• umfangreiche Funktionalitäten
• immer konsistent und integer
• kein fsck mehr nötig nach Absturz
• kann mit silent corruption umgehen

Was gibt es für verschiedene Arten 2 Volumen zu benutzen?

• normal
• volume concat (lower and upper)
• volume stripe (even and odd)
• volume mirror (left and right)

Wie funktionert ein Merkle Tree?

• Jeder innere Knoten besitzt Hash von seinen Kind Knoten
• Hash 0-0 und 0-1 sind die Hashes für Data Blocks 0 und 1
• Hash 0 ist der Hash der Verkettung der Hashes 0-0 und 0-1
• Verifikation eines Knotens in Zeit: Olog(n)
• Merkle Signatur Schema braucht nur ein public Key für 2^n Knoten Signaturen

Was ist DVA?

• data virual address
• kann bis auf 3 verschieden Blöcke zeigen
  • DVA für Daten
  • DVAs für File System Meta Data
  • DVAs für global Metadata über alle File System Instanzen im Pool

Wie kann die Konsistenz von Daten sichergestellt werden?

• fsck angewendet kann von einigen Minuten bis zu 72 Stunden
• wir möchten jederzeit wissen, wenn Daten korrupt sind
• welche Verfahren werden angewant
  • CoW => Copy on Write
  • RoW => Redirect on Write

Was ist bei Snapshots zu beachten?

• meistens sehr einfach zu erstellen
• alte Datenblöcke werden weiterhin von altem Snapshot referenziert
• eignen sich gut um Daten wiederherzustellen
• Snapshots sind keine Backups!

Was versteht man unter Striping?

• Verteilen der Daten auf mehrere Disks
• dabei wird meistens mindestens eine Disk für Parity gebraucht
• die Parity sollte abwechslungsweise auf allen Disks vorkommen

Was sind die EIgenschaften von RAID Z?

• Variable Block Size 512B – 128K
• Single und Double Parity
• Detektiert Silent Data Corruption
• Verträgt den Ausfall bis zu 2 Disks