Linux для пользователя - Виктор Костромин

Файловые системы ext3fs и JFS являются журналируемыми. Надо отметить, что ext3fs не является совершенно новой разработкой, а является просто надстройкой над ext2fs, обеспечивающей ведение журнала и организацию транзакций. Файловые системы XFS и JFS являются открытыми версиями коммерческих файловых систем.

16.8. Файловая система ReiserFS

Кроме проблемы быстрого восстановления после сбоев, в файловой системе ext2fs имеется еще несколько нерешенных проблем.

Одна из самых насущных - это проблема нерационального использования дискового пространства. Конечно, ext2fs использует диск гораздо более рационально, чем FAT, но, как вам хорошо известно, "памяти много не бывает"!

Собственно проблема возникает из-за следующего противоречия:

• если размер блока выбрать большим (кластер размером 32Кбайт в FAT), то при сохранении большого числа мелких файлов на диске неразумно используется дисковое пространство, так как маленькие файлы (и концы больших файлов) занимают целые блоки (Juan I. Santos Florido в своей статье называет это "внутренней фрагментацией");

• если размер блока выбрать маленьким (512 байт), то снижается производительность ввода/вывода, так как надо прочитать много блоков, которые могут быть разбросаны по диску (это "внешняя фрагментация").

Еще две проблемы, с которыми мы сталкиваемся в файловой системе ext2fs, связаны с поиском. Первая проблема возникает при записи на диск нового файла. Поскольку распределение свободных блоков хранится в виде битовой карты свободных блоков и свободных индексных дескрипторов, то файловая система вынуждена производить последовательный просмотр этих массивов для нахождения свободного места. В худшем случае это может потребовать времени, пропорционального объему диска.

Вторая проблема поиска связана с поиском файлов в больших каталогах. Поскольку файлы мы ищем по именам, приходится последовательно просматривать все записи в каталоге. Время такого поиска тоже пропорционально размеру каталога и вырастает в проблему при больших размерах каталогов.

Между тем методы снижения трудоемкости поиска давно разработаны, только надо для хранения информации о свободных объектах использовать не простые списки, а несколько более сложные структуры данных. В системе ReiserFS для этого применяются так называемые "сбалансированные деревья" или "B+Trees", время поиска в которых пропорционально не количеству объектов (файлов в каталоге или числа блоков на диске), а логарифму этого числа. В сбалансированном дереве все ветви (пути от корня до "листа") имеют одинаковую (или примерно одинаковую) длину. ReiserFS использует сбалансированные деревья для хранения всех объектов файловой системы: файлов в каталогах, данных о свободных блоках и т. д. Это позволяет существенно повысить производительность обращения к дискам.

Кроме того, ReiserFS является журналируемой, т. е. в ней решена и проблема быстрого восстановления после сбоев.

Я привел в данной главе только самые поверхностные данные о новых типах файловых систем, поскольку статей о них пока опубликовано довольно мало. Тем не менее, за время подготовки книги некоторая дополнительная информация появилась, так что если вас этот вопрос интересует, поищите сведения в Интернете.

Глава 17. Обновление ядра

17.1. Что такое ядро и когда его надо менять

Каждый, кто хоть немного интересовался тем, что такое Linux, обязательно встречал в различных руководствах термин "ядро", по-английски - kernel. Ядро - это важнейшая часть Linux, как и любой другой операционной системы, поскольку именно ядро обеспечивает взаимодействие с аппаратной частью компьютера, распределение ресурсов, управление процессами и многое другое. Когда вы загружаете какое-то приложение с жесткого диска в оперативную память, или переключаетесь между уже работающими приложениями, или когда какое-то приложение записывает информацию в файл на диске, операционная система или активное приложение должно запросить доступ к той части аппаратуры, которая ему необходима. Ядро обеспечивает исполнение таких запросов других частей операционной системы и приложений, а также распределяет память между запускаемыми приложениями. Ядро, таким образом, является посредником между аппаратным и программным обеспечением компьютера, обеспечивающим их взаимодействие.

Работа по совершенствованию ядра Linux ведется международным сообществом разработчиков постоянно, и регулярно появляются новые версии ядра. Естественно, что пользователи хотят иметь последнюю (или, по крайней мере, одну из последних) версий ядра ОС и рано или поздно вы приходите к выводу о том, что пора обновить ядро.

Можно задать вопрос: "В каких случаях это необходимо?". Действительно, если система неплохо работает со старым ядром, то стоит ли заниматься его обновлением? Основными причинами, приводящими к выводу о необходимости обновления ядра, являются:

• обновление аппаратуры компьютера, подключение новых устройств, которые не поддерживаются старым ядром;

• необходимость работы с новыми программами, которые рассчитаны на новую версию ядра и отказываются работать с версией, установленной у вас;

• обнаружение каких-то ошибок в старой версии ядра, в частности таких, которые представляют угрозы с точки зрения безопасности;

• желание повысить производительность системы, используя более совершенную версию ядра, либо оптимизировать ядро для работы с конкретным набором аппаратных средств, имеющихся на вашем компьютере;

• и, наконец, простое любопытство и желание работать с последней версией системы.

Обновить ядро можно двумя способами: установкой готового бинарного образа нового ядра из rpm-пакета и компиляцией ядра из исходных текстов. Первый способ проще, но надо иметь в виду, что скомпилированное где-то и кем-то ядро скорее всего не является оптимальным вариантом для вашей системы. Поэтому приходится применять второй способ - компиляцию ядра из исходных кодов. Для начинающих пользователей Linux компиляция ядра из исходных кодов кажется чем-то супер-сложным и недоступным. Однако я думаю, что, прочитав настоящую главу, вы убедитесь, что это не намного сложнее, чем установка ПО из rpm-пакета.

17.2. Нумерация версий ядра

Прежде, чем браться за обновление ядра вы должны четко представлять себе, что за версию вы собираетесь установить. В первую очередь необходимо иметь в виду, что разработчики ядра поддерживают две ветки ядра: стабильную и экспериментальную. Все новшества, вносимые в ядро, вначале появляются в экспериментальных версиях. И только после того, как сообщество разработчиков и добровольных тестировщиков опробует эти новшества, они переносятся в так называемую стабильную версию.

Версии ядра принято нумеровать тремя цифрами, разделенными точками, например, 2.4.8, при этом четная вторая цифра в номере ядра обозначает стабильные версии ядра, а нечетная - экспериментальные версии. Так что принимая решение об установке новой версии ядра вы должны продумать ответ на вопрос, хотите ли вы участвовать в выявлении возможных ошибок в нестабильной версии или предпочитаете работать с уже оттестированным ядром.

Как заявил Линус Торвальдс в одном из своих интервью, он предпочитает как раз заниматься экспериментальной веткой, разрабатывать код, работающий с новыми устройствами. Основным координатором разработки стабильной ветки является в настоящее время Алан Кокс, регулярно выпускающий обновленные версии или "заплатки" к стабильным версиям ядра.[26]

17.3. Установка нового ядра из rpm-пакета

Честно сказать, я довольно долгое время не решался браться за обновление ядра, поскольку первая из предпринятых мною попыток оказалась неудачной, причем до того неудачной, что мне пришлось полностью переустановить систему. Я тогда пытался установить ядро из исходных текстов. Но однажды я наткнулся в новостях на сообщение о том, что выпущен rpm-пакет с ядром 2.2.16-1. Поскольку мой опыт работы с rpm-пакетами был вполне положительным, я решился попытаться еще раз, и попытка эта оказалась вполне успешной!

Итак, вначале рассмотрим установку нового ядра, откомпилированного кем-то и представленного в виде rpm-пакета. Естественно, что первым делом надо скачать rpm-пакет с новым ядром. Если вы не ставите своей целью тестирование новшеств в ядре, то ищите rpm-пакет со стабильной версией, т. е. с четной второй цифрой в номере версии ядра (номер версии указывается в названии пакета). Я скачал ядро версии 2.2.16-1 с сервера http://rufus.w3.org/linux/RPM/.

Скачав ядро, запустите команду

[root]# rpm -i kernel-2.2.16-1.i386.rpm

По этой команде программа rpm установит в каталог /boot четыре файла: System.map-x.y.z-a, vmlinux-x.y.z-a, vmlinuz-x.y.z-a и module-info-x.y.z-a (где x.y.z-a - это номер версии нового ядра), создаст каталог /lib/modules/x.y.z-a, в котором разместит модули нового ядра, а также установит скрипт /sbin/installkernel.