[簡単な用語整理] File System

はじめに

現在担当している業務でベースとなる用語についての知識が少し不足していると感じたので、ついでに知っていた用語まで追加で調べて、簡単にまとめてみる時間を持つことにした。

File Descriptor

1.Linux,Unix系システムでは 2.ProcessがFileを扱う時使う値の一種。

プロセスがファイルを開く時、カーネルがそのプロセッサのファイルディスクリプタ番号のうち、使用していない最小の値を割り当てることで、以後、システムコールを使ってファイルをアクセスする時、ディスクリプタ値を利用してファイルを参照することができます。

基本割り当てディスクリプタ

1. 標準入力 (Standard Input)
2. 標準出力 (Standard Output) 3.標準エラー (Standard Error)

Inode ### Inode

Index Nodeの略で、ファイルを素早く探すためのノード。

inodeはLinuxの全てのファイルにインデックスを付与し、そのファイルに対するメタデータを保有しているノードです。listコマンドで出力するメタデータをinodeが持っています。

Symbolic Link

元のファイルの inode を指し示す情報を持つファイル。

• 内部的にファイルへのアクセスはinode番号でアクセスします。

元のファイルに関する情報を持たない新しいinodeを持つ * 内部的にファイルアクセスはinode番号でアクセスする

cf) Hard Link

• 新しいinodeを持つファイルではなく、inodeだけをそのままコピーしたファイル。

• 本当のコピーとの違いは、data記録がコピーと違って追加的に発生しないこと。

Block Device & Character Device

• データ転送方式の違いでデバイスを分類

• Block: ブロックやセクタなどの定量単位でデータ転送、IO転送速度が速い。

• Character: Byte単位でデータ転送、IO転送速度が多少遅くなる可能性がありますが、Application端でBuffering制御を通じた性能差が存在します。

Raw Device

ファイルシステムがset upされていないデバイス

• OSカーネルによってバッファリングされず、DeviceからDataを直接転送、独自のキャッシュシステムを持つ場合に使用。

• Disk IO性能が良く、CPUオーバーヘッドが少ない。

• OS ファイルシステムのオーバーヘッドを回避でき、OSバッファサイズを減らすことができる。

• shared diskの場合、システムに構成すると同時アクセスができないため、raw deviceとして使用。

IO Scheduler

ディスクI/Oを効率的にするために、リクエストをソート、マージし、処理順序を決定するシステムの一部。

• 探索時間が高く、同じ場所へのリクエストをマージすることが効果的なHDDのようなデバイスに特に有効で、SSDでは効果が半減します。

• 種類

  • noop: no-operation, 性能の高いディスクに使用します。

  • cfq (completely fair queueing)：プロセスごとにIOキューを付与し、できるだけ均等に予約、大量のプロセスが細かなIOを発生させるときに使用。

  • deadline: 限界点に近いほど優先処理、遅延時間に対する最適化、I/O全てバランスよく処理し、少数のプロセスが多数のI/Oを発生させる環境に適しています。

  • anticipacy: 今後発生するI/O要求の位置を予測し、近い位置に存在するI/O要求から処理する方式、伝統的なHDDで使用する構造、入出力を集めて処理する性質があり、遅延時間が長くなる可能性がある。