【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 度可以達(dá)到4G，今天的千兆以太網(wǎng)已經(jīng)在普及當(dāng)中，這也是基于TCP/IP的iSCSI協(xié)議進(jìn)入實(shí)用的保證。得益于優(yōu)秀的設(shè)計(jì)，以太網(wǎng)從誕生到現(xiàn)在，遍及了所有有網(wǎng)絡(luò)的地方，到現(xiàn)在依然表現(xiàn)出非凡的生命力，在全球無(wú)數(shù)網(wǎng)絡(luò)廠商的共同努力下，以太網(wǎng)的速度穩(wěn)步提升，千兆網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)實(shí)際應(yīng)用，萬(wàn)兆網(wǎng)絡(luò)呼之欲出，以太網(wǎng)的主要部件交換機(jī)路由器均已有萬(wàn)兆級(jí)別的產(chǎn)品。隨著產(chǎn)品的不斷豐富，以及設(shè)備廠商間的劇烈競(jìng)爭(zhēng)，其建設(shè)成本在不斷下降，萬(wàn)兆網(wǎng)絡(luò)的普及已日益臨近。當(dāng)iSCSI以10Gb的高速傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，基于iSCSI協(xié)議的存儲(chǔ)技術(shù)將無(wú)可爭(zhēng)議的成為網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)的王者。 第3章 文件系統(tǒng)相關(guān)知識(shí) 什么是文件系統(tǒng)文件系統(tǒng)定義了把文件存儲(chǔ)于磁盤時(shí)所必須的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及磁盤數(shù)據(jù)的管理方式。我們知道，磁盤是由很多個(gè)扇區(qū)（Sector）組成的，如果扇區(qū)之間不建立任何的關(guān)系，寫入其中的文件就無(wú)法訪問，因?yàn)闊o(wú)法知道文件從哪個(gè)扇區(qū)開始，文件占多少個(gè)扇區(qū)，文件有什么屬性。為了訪問磁盤中的數(shù)據(jù)，就必需在扇區(qū)之間建立聯(lián)系，也就是需要一種邏輯上的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)。建立這種邏輯結(jié)構(gòu)就是文件系統(tǒng)要做的事情，在磁盤上建立文件系統(tǒng)的過程通常稱為“格式化”。以Windows平臺(tái)下最常見的FAT文件系統(tǒng)為例。FAT文件系統(tǒng)有兩個(gè)重要的組成部分：FAT表（File Allocation Table）和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)。FAT表是FAT文件系統(tǒng)的名稱來源，它定義了存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的簇（Cluster，由2的n次方個(gè)Sector組成，n值根據(jù)分區(qū)大小而定，需綜合考慮數(shù)據(jù)存取效率和存儲(chǔ)空間的利用率）之間的鏈接關(guān)系，這種鏈接關(guān)系是一個(gè)單向鏈表，指向0xFF表示結(jié)束。依據(jù)一個(gè)簇編號(hào)所用bit數(shù)的不同，可分為FAT1FAT16和FAT32文件系統(tǒng)。數(shù)據(jù)區(qū)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)包含文件目錄項(xiàng)（Directory Entries）和文件數(shù)據(jù)。文件目錄項(xiàng)存儲(chǔ)的是一個(gè)文件或目錄的屬性信息，包括文件名稱（把目錄也看成是文件）、讀寫屬性、文件大小、創(chuàng)建時(shí)間、起始簇編號(hào)等，一個(gè)目錄下的每個(gè)子目錄和文件都對(duì)應(yīng)一個(gè)表項(xiàng)記錄。文件目錄項(xiàng)以固定32字節(jié)的長(zhǎng)度存儲(chǔ)，以樹型結(jié)構(gòu)管理，其中根目錄的位置是確定的。也就是說，根據(jù)分區(qū)根目錄可以找到下級(jí)子目錄和文件的起始簇編號(hào)，根據(jù)下級(jí)子目錄又可以找到更下級(jí)目錄或文件的起始簇編號(hào)?？梢姡現(xiàn)AT表和文件目錄項(xiàng)是為了文件的訪問和管理而建立的。應(yīng)用程序要訪問一個(gè)文件時(shí)，根據(jù)文件路徑（邏輯分區(qū)號(hào)＋目錄，如F:\software）和文件名稱（）可從文件目錄項(xiàng)中獲得存儲(chǔ)文件數(shù)據(jù)的起始簇號(hào)，之后從FAT表查詢這個(gè)簇號(hào)對(duì)應(yīng)的鏈表，就可以獲得該文件對(duì)應(yīng)的全部簇編號(hào)。從這些簇中讀出全部數(shù)據(jù)，就得到一個(gè)完整的文件。一般來說，文件系統(tǒng)是和操作系統(tǒng)緊密結(jié)合在一起的，不同的操作系統(tǒng)使用不同的文件系統(tǒng)，但有時(shí)為了兼容，不同操作系統(tǒng)也使用相同的文件系統(tǒng)。 主流文件系統(tǒng)和特點(diǎn)在Windows系列操作系統(tǒng)中，MSDOS和Windows ，默認(rèn)情況下Windows 98也使用FAT16，Windows 98和Windows Me可以同時(shí)支持FAT1FAT32兩種文件系統(tǒng)，Windows NT則支持FAT1NTFS兩種文件系統(tǒng)，Windows 2000可以支持FAT1FAT3比如FAT32文件系統(tǒng)。，采用32位的文件分配表，磁盤的管理能力大為增強(qiáng)。但由于文件分配表的增大，性能相對(duì)來說有所下降。此外，這個(gè)版本的文件系統(tǒng)不能向下兼容。NTFS是隨著 Windows NT操作系統(tǒng)而產(chǎn)生的，它的優(yōu)點(diǎn)和FAT文件系統(tǒng)相比是有更好的安全性和穩(wěn)定性，在使用中不易產(chǎn)生文件碎片，NTFS分區(qū)對(duì)用戶權(quán)限作出了非常嚴(yán)格的限制，同時(shí)它還提供了容錯(cuò)結(jié)構(gòu)日志，從而保護(hù)了系統(tǒng)的安全。但NTFS分區(qū)格式的兼容性不好，Windows 98/ME操作系統(tǒng)均不能直接訪問該分區(qū)。　　對(duì)于超過4GB以上的硬盤，使用NTFS分區(qū)，可以減少磁盤碎片的數(shù)量，大大提高硬盤的利用率；NTFS可以支持的文件大小可以達(dá)到64GB，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于FAT32下的4GB；支持長(zhǎng)文件名，支持的最大分區(qū)為 2TB。 在Linux系統(tǒng)中，每個(gè)分區(qū)都是一個(gè)文件系統(tǒng)，都有自己的目錄層次結(jié)構(gòu)。Linux的最重要特征之一就是支持多種文件系統(tǒng),并可以和許多其它種操作系統(tǒng)共存。隨著Linux的不斷發(fā)展，它所支持的文件格式系統(tǒng)也在迅速擴(kuò)充。特別是Linux ，出現(xiàn)了大量新的文件系統(tǒng). Linux系統(tǒng)可以支持十多種文件系統(tǒng)類型包括：JFS、 ext、extextISO9660、XFS、Minx、MSDOS、UMSDOS、VFAT、NTFS、HPFS、NFS、SMB、SysV、PROC等。各主流操作系統(tǒng)和平臺(tái)的文件系統(tǒng)名稱和特點(diǎn)如下表所示操作系統(tǒng)文件系統(tǒng)特點(diǎn)Windows 9Windows 9OSRWindows 98 SE、Windows Me、Windows 2000和Windows XPFat文件系統(tǒng)FAT12/FAT16和FAT32可以允許多種操作系統(tǒng)訪問，如MSDOS、Windows 、Windows 9x、Windows NT和OS/2等。(即文件名最多為8個(gè)字符，擴(kuò)展名為3個(gè)字符)。最大的限制在于兼容性方面，F(xiàn)at32不能保持向下兼容。當(dāng)分區(qū)小于512M時(shí)，F(xiàn)at32不會(huì)發(fā)生作用。單個(gè)文件不能大于4G。Windows NT/2000NTFS文件系統(tǒng)支持文件系統(tǒng)故障恢復(fù)，尤其是大存儲(chǔ)媒體、長(zhǎng)文件名。分區(qū)大小可以達(dá)到2TB。通過使用標(biāo)準(zhǔn)的事物處理日志和恢復(fù)技術(shù)來保證分區(qū)的一致性。只能被Windows NT/2000所識(shí)別，不能被FAT文件系統(tǒng)所存取Windows longhornWinfs用以組織、搜索和共享多種多樣的信息的存儲(chǔ)平臺(tái)。WinFS被設(shè)計(jì)為在無(wú)結(jié)構(gòu)文件和數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)之間建立起更好的互操作性，從而提供快捷的文件瀏覽和搜索功能LinuxExt2/ ext3/ XFS等文件系統(tǒng)是一種日志式文件系統(tǒng)。日志式文件系統(tǒng)的優(yōu)越性在于：由于文件系統(tǒng)都有快取層參與運(yùn)作，如不使用時(shí)必須將文件系統(tǒng)卸下，以便將快取層的資料寫回磁盤中。因此每當(dāng)系統(tǒng)要關(guān)機(jī)時(shí)，必須將其所有的文件系統(tǒng)全部卸下后才能進(jìn)行關(guān)機(jī)UNIX 系統(tǒng)NFS網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)，允許多臺(tái)計(jì)算機(jī)之間共享文件系統(tǒng)，易于從所有這些計(jì)算機(jī)存放文件Windows 系列CIFS網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)，允許多臺(tái)計(jì)算機(jī)之間共享文件系統(tǒng)，易于從所有這些計(jì)算機(jī)存放文件AIXJFS具有可伸縮性和健壯性，與非日志文件系統(tǒng)相比，它的優(yōu)點(diǎn)是其快速重啟能力：Jfs 能夠在幾秒或幾分鐘內(nèi)就把文件系統(tǒng)恢復(fù)到一致狀態(tài)。為滿足服務(wù)器（從單處理器系統(tǒng)到高級(jí)多處理器和群集系統(tǒng)）的高吞吐量和可靠性需求而設(shè)計(jì)的。使用數(shù)據(jù)庫(kù)日志處理技術(shù)，jsf 能在幾秒或幾分鐘之內(nèi)把文件系統(tǒng)恢復(fù)到一致狀態(tài)。SCO UnixWare， VxfsUFS，將操作記錄在事件日志中，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生意外時(shí)，能讓系統(tǒng)迅速、完全地得到恢復(fù)。提供文件系統(tǒng)的照相功能，保證了數(shù)據(jù)的在線備份，提供文件系統(tǒng)的在線擴(kuò)展，并提高了I/O吞吐率SolarisVxfsUFSHPUXHfsVxfsSGI IRIX 操作系統(tǒng)CXFSXFSXfS文件系統(tǒng)是SGI開發(fā)的一個(gè)全64位,快速、穩(wěn)固的日志文件系統(tǒng)，（9g1gb，甚至更大的18g1gb），可在大型 2d 和 3d 數(shù)據(jù)方面提供顯著的性能。提供了在不妨礙性能的情況下增強(qiáng)可靠性和快速的事故恢復(fù)?？缮?jí)性，以面對(duì)大多數(shù)的存儲(chǔ)容量和i/o存儲(chǔ)需求，使系統(tǒng)形成高效支持大數(shù)量文件的能力。在它的支持下，用戶可使用1exabyte （1g1gb） 大的文件，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于現(xiàn)在最大的文件系統(tǒng)。CXFS：APPLE Mac OSHfs分層文件系統(tǒng)（ Hierarchical File System）.是一種由蘋果電腦開發(fā)，并使用在Mac OS上的文件系統(tǒng)。將資源和數(shù)據(jù)存在一個(gè)文件的不同分支中，并使用了包括類型和創(chuàng)建者代碼在內(nèi)的多種文件屬性。允許文件名最多有31個(gè)字符的長(zhǎng)度，支持[[metadata]]和每個(gè)文件的數(shù)據(jù)和資源支分開存儲(chǔ)文件 NFS和CIFS網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)工作原理和特點(diǎn)NFS (Network File System，網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng))。 最早是由SUN microsystem開發(fā)，現(xiàn)在能夠支持在不同類型的系統(tǒng)之間通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行文件共享，廣泛應(yīng)用在FreeBSD、SCO、Solaris等等異構(gòu)操作系統(tǒng)平臺(tái)， 允許一個(gè)系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)上與它人共享目錄和文件。通過使用NFS，用戶和程序可以象訪問本地文件一樣訪問遠(yuǎn)端系統(tǒng)上的文件，使得每個(gè)計(jì)算機(jī)的節(jié)點(diǎn)能夠像使用本地資源一樣方便地使用網(wǎng)上資源。換言之，NFS 可用于不同類型計(jì)算機(jī)、操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和傳輸協(xié)議運(yùn)行環(huán)境中的網(wǎng)絡(luò)文件遠(yuǎn)程訪問和共享。NFS的工作原理是使用客戶端/服務(wù)器架構(gòu)，由一個(gè)客戶端程序和服務(wù)器程序組成。服務(wù)器程序向其它計(jì)算機(jī)提供對(duì)文件系統(tǒng)的訪問，其過程就叫做“輸出”。NFS 客戶端程序?qū)蚕砦募到y(tǒng)進(jìn)行訪問時(shí)，把它們從 NFS 服務(wù)器中“輸送”出來。文件通常以“塊” 為單位進(jìn)行傳輸. 其尺寸是 8K (雖然它可能會(huì)將操作分成更小尺寸的分片).NFS 傳輸協(xié)議用于服務(wù)器和