Развитие файловых систем Linux

Первые версии Linux были разработаны на базе операционной системы Minix. Было бы проще разделить диски между двумя системами, чем разработать новую файловую систему, поэтому Linus Torvalds решил ввести поддержку в Linux файловой системы Minix. В то время эта файловая система была достаточно эффективным программным продуктом с относительно небольшим количеством ошибок.

Однако ограничения, связанные со структурой файловой системы Minix, были довольно высоки, поэтому стали задумываться над разработкой новой файловой системы для Linux.

Для упрощения внедрения новой файловой системы в ядро Linux, была разработана виртуальная файловая система (VFS). Первоначально VFS была написана Chris Provenzano, а затем переписана Linus Torvalds перед ее интеграцией в ядро. Это будет рассмотрено в разделе A.3.

После установки в ядро VFS, в апреле 1992 года была разработана новая фаловая система EXTfs (Extended File System) и добавлена в версию Linux 0.96c. В новой файловой системе были сняты два существенных ограничения системы Minix: ее максимальный объем мог достигать 2 гигабайт, а максимальная длина имени файла - 255 символов. Это было достижением по сравнению с файловой системой Minix, хотя некоторые проблемы все еще присутствовали. Не было поддержки раздельного доступа, модификации индексного дескриптора и модификации ячеек времени изменения файла. Эта файловая система использовала связанные списки для оперирования свободными блоками и индексными дескрипторами, что сильно влияло на производительность системы: со временем списки становились неупорядоченными и разсортированными, что приводило к фрагментированию файловой системы.

Решением этих проблем явился выпуск в январе 1993 года альфа-версий двух новых файловых систем: Xia и EXT2fs (Second Extended File System). По большей части, файловая система Xia была основана на Minix c добавлением нескольких новых возможностей. В основном это было возможность работы с длинными именами файлов, поддержка дисковых разделов большего объема и поддержка трех ячеек времени изменения файла. С другой стороны, EXT2fs была основана на EXTfs с множеством улучшений и дополнений. Она также имела возможности для будущего развития. Эта система подробно рассмотрена в разделе A.4.

Когда были выпущены эти две файловые системы, функционально они были приблизительно равны. Система Xia была более надежна, чем EXT2fs, за счет ее минимизации. По мере их более широкого применения были обнаружены ошибки в системе EXT2fs, и добавлено большое количество новых возможностей и улучшений. В настоящее время файловая система EXT2fs является очень надежной и стала стандартом де-факто файловой системы Linux.

В следующей таблице содержится общая информация о функциональных возможностях, предоставляемых различными файловыми системами.

Таблица выше дает представление о том, какими функциональными возможностями обладают различные файловые системы, включенные в Linux. Каждая из них имеет свои преимущества и недостатки, а также определенные области применения. Выбор конкретной файловой системы зависит от задач, которые необходимо решить, и особенностей конкретной операционной системы.

Важно отметить, что разработка файловых систем для Linux не останавливается на достигнутом. Постоянно появляются новые идеи и технологии, которые позволяют повысить надежность, скорость и функциональность хранения данных. Это делает Linux одной из наиболее динамично развивающихся и популярных операционных систем в мире.