Karakteristike file sistema

Prethodna lekcija je pokrila koji fajl sistemi postoje. Ova objašnjava kako rade iznutra — i zašto ti to treba.

Konkretno: zašto disk ume da bude „pun" iako df pokazuje da ima mesta, zašto server posle nagle nestanke struje ne izgubi podatke, i zašto se logovi na aktivnom serveru podešavaju sa noatime.

Od čega se fajl sistem sastoji

Disk sam po sebi zna samo za blokove — numerisane komadiće prostora. Fajl sistem je sloj koji od toga pravi fajlove i direktorijume.

Struktura	Šta sadrži
Superblok	podaci o samom fajl sistemu: veličina, broj blokova, stanje, UUID
Tabela inode-ova	metapodatke o svakom fajlu
Blokovi podataka	sam sadržaj fajlova
Journal	dnevnik nedovršenih operacija

Superblok je toliko važan da se čuva u više kopija po disku — ako se glavni ošteti, sistem se može oporaviti iz rezervne.

Inode

Ovo je pojam koji vredi razumeti, jer objašnjava mnogo toga.

Inode je zapis o fajlu, i sadrži sve osim dve stvari:

tip fajla i dozvole
vlasnika i grupu
veličinu
vremenske oznake
broj linkova
adrese blokova gde je sadržaj

Ne sadrži ime fajla ni sam sadržaj. Ime stoji u direktorijumu, koji je zapravo tabela parova ime → broj inode-a.

$ ls -i
 262145 beleske.txt
 262146 skripta.sh
 262203 Documents

$ stat beleske.txt
  File: beleske.txt
  Size: 1240        Blocks: 8          IO Block: 4096   regular file
Device: fd00h/64768d    Inode: 262145      Links: 1
Access: (0644/-rw-r--r--)  Uid: ( 1000/ alen)   Gid: ( 1000/ alen)
Access: 2026-08-21 14:32:07
Modify: 2026-08-21 14:31:52
Change: 2026-08-21 14:31:52

Odatle sledi da preimenovanje fajla ne dira ni inode ni podatke — menja se samo zapis u direktorijumu. Zato je mv unutar istog fajl sistema trenutan, bez obzira na veličinu fajla.

Disk je pun, a ima mesta

Broj inode-ova se određuje pri formatiranju i ne može se kasnije povećati na ext4. Ako ih potrošiš, ne možeš napraviti nijedan nov fajl iako prostora ima.

$ df -h /var
Filesystem      Size  Used Avail Use% Mounted on
/dev/sda3        50G   22G   28G  45% /var

$ df -i /var
Filesystem      Inodes   IUsed  IFree IUse% Mounted on
/dev/sda3      3276800 3276800      0  100% /var

Prvi ispis kaže da je disk 45% pun. Drugi otkriva pravi problem — svi inode-ovi su zauzeti. Poruka koju dobijaš je zbunjujuća:

touch: cannot touch 'test': No space left on device

Uzrok je gotovo uvek isti: ogroman broj sitnih fajlova. Redovi mejlova, keš sesija, privremeni fajlovi koje niko ne čisti. Ko troši:

# for d in /var/*; do echo "$(find "$d" | wc -l) $d"; done | sort -rn | head

Zato je df -i obavezna druga komanda kad ti neko kaže da je disk pun. XFS ovaj problem nema u istoj meri, jer inode-ove alocira dinamički.

Journaling

Upis fajla nije jedna operacija nego nekoliko: izmena inode-a, označavanje blokova kao zauzetih, upis podataka, izmena direktorijuma. Ako struja nestane između njih, fajl sistem ostaje u nedoslednom stanju.

Journal je dnevnik: pre nego što nešto uradi, fajl sistem tu upiše šta namerava. Posle pada sistem pročita dnevnik i ili dovrši ili poništi nedovršene operacije.

Praktična posledica: server posle nestanka struje ustaje za nekoliko sekundi umesto da satima proverava ceo disk. To je i razlog zašto danas gotovo niko ne koristi fajl sisteme bez journal-a.

Tri režima kod ext4

Režim	Šta se beleži	Kompromis
`journal`	i metapodaci i podaci	najsigurnije, najsporije
`ordered`	metapodaci, uz garanciju redosleda	podrazumevano
`writeback`	samo metapodaci	brže, fajl posle pada može imati smeće

$ tune2fs -l /dev/sda1 | grep -i journal
Filesystem features:  has_journal ext_attr resize_inode dir_index
Journal inode:        8

Podrazumevani ordered je dobar izbor u skoro svakoj situaciji. XFS ima samo ekvivalent writeback režima — beleži metapodatke, ne podatke.

Veličina bloka

Blok je najmanja jedinica prostora. Podrazumevano je 4 KB.

$ tune2fs -l /dev/sda1 | grep "Block size"
Block size:               4096

Fajl od 100 bajtova zauzima ceo blok od 4 KB. Ostatak se ne može iskoristiti — to je unutrašnja fragmentacija. Zato milion sitnih fajlova troši mnogo više prostora nego što je zbir njihovih veličina:

$ ls -l sitni.txt
-rw-r--r--. 1 alen alen 100 Aug 21 14:32 sitni.txt

$ du -h sitni.txt
4.0K    sitni.txt

ls pokazuje stvarnu veličinu, du zauzeti prostor. Razlika između to dvoje često zbunjuje.

Vremenske oznake

Oznaka	Menja se kad
atime	fajl je pročitan
mtime	sadržaj je izmenjen
ctime	izmenjen je inode — dozvole, vlasnik, ime

Ovde je bitan atime. Znači da čitanje fajla izaziva upis na disk — svaki `cat`, svaki pristup veb servera nekoj slici.

Na serveru sa velikim prometom to je značajno opterećenje, pa se isključuje kroz opcije montiranja u /etc/fstab:

/dev/sda3  /var  xfs  defaults,noatime  0 0

Moderna jezgra podrazumevano koriste relatime, kompromis koji atime ažurira najviše jednom dnevno. Za većinu sistema je dovoljan; noatime uzimaš kad ti trebaju poslednji procenti performansi i siguran si da nijedna aplikacija ne zavisi od vremena pristupa.

Opcije montiranja

$ mount | grep sda3
/dev/sda3 on /var type xfs (rw,relatime,attr2,inode64,noquota)

Opcija	Šta radi
`ro` / `rw`	samo čitanje / čitanje i upis
`noatime`	ne ažurira vreme pristupa
`noexec`	zabranjuje izvršavanje programa
`nosuid`	ignoriše suid bit
`nodev`	ignoriše fajlove uređaja

Poslednje tri su bezbednosne. Za /tmp, u koji svako sme da piše, uobičajena kombinacija je:

/dev/sda5  /tmp  ext4  defaults,nosuid,nodev,noexec  0 2

Time se sprečava da neko ostavi izvršni program u /tmp i pokrene ga.

Rezervisani prostor

Ext fajl sistemi podrazumevano čuvaju 5% prostora za root:

$ tune2fs -l /dev/sda1 | grep -i reserved
Reserved block count:     655360
Reserved GID:             0

Svrha je da sistem nastavi da radi i kad se disk napuni — root i dalje može da upiše log i popravi situaciju. Zato df ume da pokaže 100% zauzeća a sistem još diše.

Na disku od 4 TB namenjenom samo za podatke, 5% je 200 GB bačenog prostora. Tamo se smanjuje:

# tune2fs -m 1 /dev/sdb1

Nikad ne postavljaj na nulu na sistemskoj particiji — ostaješ bez rezerve baš kad ti najviše treba.

Provera stanja

ext4

$ tune2fs -l /dev/sda1

Vredi pogledati red Filesystem state. Ako piše clean, sve je u redu. Provera:

# fsck -n /dev/sda1

Fajl sistem mora biti odmontiran pre popravke. Opcija -n samo prijavljuje probleme, bez ispravljanja — to je jedini bezbedan način da pogledaš montiran fajl sistem.

XFS

$ xfs_info /var
# xfs_repair -n /dev/sdb1

XFS nema fsck u klasičnom smislu; koristi xfs_repair, i takođe traži odmontiran fajl sistem.

Ograničenja

	ext4	XFS
Najveći fajl	16 TB	8 EB
Najveći fajl sistem	1 EB	8 EB
Smanjivanje	moguće	nije moguće
Inode-ovi	fiksni broj	dinamički

Red o smanjivanju je najvažniji u praksi. XFS particija se može proširiti u radu, ali nikada smanjiti — jedini put je backup, ponovno formatiranje i vraćanje podataka. Ovo vredi znati pre nego što raspodeliš prostor, ne posle.

Vežba

Pogledaj df -h i df -i za svoje particije
Uzmi neki fajl i pogledaj njegov stat ispis
Napravi fajl od nekoliko bajtova i uporedi ls -l sa du -h
Pročitaj fajl sa cat, pa proveri je li se atime promenio
Pogledaj sa čime su montirane tvoje particije (mount | grep ^/dev)
Kroz tune2fs -l pronađi veličinu bloka i rezervisani prostor
Napravi mali fajl sistem u fajlu, montiraj ga i namerno mu potroši sve inode-ove sa hiljadama praznih fajlova

Povezano: Tipovi fajl sistema · mkfs · tune2fs · /etc/fstab · df · Administracija i servisi

Search This Blog

Mala škola Linuxa