UNIX/Linuxの部屋 用語集:ファイルシステム
用語集
ファイルシステム
UFS・ext2・ext3・FAT などの解説
最終更新
ファイルシステムとは、HDD ・SSD・フロッピーディスク・CD-ROM などのどこにどのようなデータが格納されているかを管理する仕組みである。UNIX/Linux では ufs・ext3・ext4・zfs などのファイルシステムがある。
●ファイルシステムの概要
生産されたばかりのディスクは白紙のノートのようなものだと思えばよい。罫線もなければページ番号もない。このままでも利用できなくはないが、不便である。ファイルシステムを作成するということは、白紙のノートに罫線やページ番号を記入するようなものである。
生産されたばかりのディスクは白紙のノートのようなものだと思えばよい。罫線もなければページ番号もない。このままでも利用できなくはないが、不便である。ファイルシステムを作成するということは、白紙のノートに罫線やページ番号を記入するようなものである。
ファイルシステムには多くの種類があり、それぞれ
などが異なる。先ほどのノートの例で言えば、各ページの左上に日付記入欄があるノートもあれば、そのような欄がないノートもある、と言ったところか。
- ファイル名の長さ
- 格納できるファイル数
- 最大ファイルサイズ
- パーミッションなどの付属情報を格納できるかどうか
以下、UNIX/Linu 界隈で使われる主なファイルシステム一覧を紹介する。
●UNIX 界隈で使用されるファイルシステム
UFS
UFS
UNIX File System。UNIX 初期のファイルシステム。
FFS4.2BSD において開発された Fast File System。UFS のブロックサイズを倍にしたもの。
FFFS4.4BSD において機能拡張された Fat Fast File System。FFS の後継。この FFFS が現在でも各種 UNIX のベースとなっている。まぎらわしいことに、この FFFS を指して UFS・FFS などの呼称が使われることが非常に多い。
UFS2FreeBSD 5.0 において FFFS を機能拡張したファイルシステム。64bit 拡張を行なったため、1TB を越えるファイルシステムを構築可能。FreeBSD・NetBSD 界隈で使用されている。ファイルサイズ以外は UFS とほぼ同じ。これを UFS と呼ぶことも多い。
ZFSSolaris10 で採用となったファイルシステム。ウリは 128bit のためエクサバイトレベルまでのサイズを扱えること、チェックサムによる訂正機能、RAID 機能を持つ、超高速なスナップショット機能と、ロールバック機能、などなど。当初は Sun Microsystems による開発であったが、現在は OpenZFS としてオープン化されている。
●Linux 界隈で使用されるファイルシステム
ext2
ext2
Linux 界隈で使用されている。
ext3Linux 界隈で使用されている。ext2 の後継。
などの利点はあるが、基本的には ext2 と同じである。2038年問題を持つ。
ext4- ジャーナルファイルの採用により fsck に要する時間が短縮されている
- ext2 より速い
Linux 界隈で使用されている。ext3 の後継。
後方互換性を確保しつつ、ファイルサイズの拡張、最大ボリュームの拡張、高速化、2038年問題の解消などを行なった (が、ext4 は 2514年までらしい)。
XFS後方互換性を確保しつつ、ファイルサイズの拡張、最大ボリュームの拡張、高速化、2038年問題の解消などを行なった (が、ext4 は 2514年までらしい)。
SGI が開発したジャーナルファイルシステム。
●Windows 界隈で使用されるファイルシステム
FAT
FAT
いわゆる MS-DOS フォーマット。8.3 形式のファイル名。1 クラスタのビット数により FAT12・FAT16・FAT32 という種類が存在する。
FAT12
VFATクラスタのビット数が 12 ビット。よって、扱えるファイル数は 2^12=4096 弱である。そもそもはフロッピーディスク向けに作成されたファイルシステムなので、仕方があるまい。
FAT16ファイルサイズの上限は 2GB。
FAT32Windows 95 OSR2 でサポート。ファイルサイズの上限は 4GB。
Windows 95 で採用されたファイルシステム。FAT のファイル名の 8.3 制限をなくして 255 文字までのファイル名を使用することができる。これを LFN (Long File Name) 拡張と呼ぶ。なお、VFAT (Virtual FAT) という名前の通り、実際には VFAT は仮想的なレイヤであり、実際にディスクに記録されるときには FAT に変換される。
つまり、
ということだ。しかし FAT16 や FAT32 では 8.3 形式のファイル名しか扱えないため、実際には FAT 上に隠しファイルを作成し、その上に LFN 情報を格納するという、かなり無理矢理な方法をとっている。
NTFS- Windows95 では OS は VFAT のレイヤを挟んで FAT16 を操作している。
- Windows95 OSR2 では OS は VFAT のレイヤを挟んで FAT32 を操作している。
Windows NT で採用されたファイルシステム。ようやく FAT のしがらみを取り去った。UNIX のようなファイル属性を管理できる。
●CD-ROM
ISO9660
ISO9660
CD-ROM 用のファイルシステムのための規格。ISO9660 には Level 1・2・3 という 3 つのレベルがある。Level 3 が制限が緩く (高機能)、Level 1 が最も制限が厳しい (低機能)。
Level 3
Level 2
Level 1
- ファイル名の長さは 31 文字まで。
- ファイル名には必ず「.」を含めなければならない。
- ファイル名に使用できる文字は英大文字・数字・アンダーバー。
- ディレクトリ階層の深さは 8 段まで。
- 1つのファイルは、連続したブロックに記録されていなければならない
- ファイルを複数のセクションに分割しない。
- それ以外は Level 3 と同じ。
- ファイル名は 8.3 形式。
しかし最も高機能な Level 3 でさえも実用のファイルシステムとしては機能が足りなさすぎる。そこで以下のような拡張方式が存在する。
ISO9660 RockRidge 拡張 (RockRidge Extension)
おもに UNIX 方面で使用される ISO9660 の拡張方式。UNIX のパーミッション・オーナー・グループなどを記録できる。
ISO9660 Joliet 拡張 (Joliet Extension)おもに Windows 方面で使用される ISO9660 の拡張方式。
FreeBSD や Linux では RockRidge 拡張・Joliet 拡張に対応しており、
という挙動をするようになっている。よって、この辺の拡張方式についてはあまり気にする必要はないだろう。
- RockRidge 拡張で記録された CD-ROM は RockRidge 拡張でマウント。
- そうでないなら、Joliet 拡張で記録された CD-ROM は Joliet 拡張でマウント。
- そうでないなら、ISO9660 でマウント。
マウントする際、ファイルシステムの種類を指定する。
>> コマンド mount
df コマンドで現在マウントされているファイルシステム一覧を表示できるが、-T オプションをつけるとファイルシステムの種類を表示する。
Linux での例:
% df -T Filesystem Type 1K-blocks Used Available Use% Mounted on /dev/vda3 ext4 100762004 48285348 47351488 51% / tmpfs tmpfs 509976 0 509976 0% /dev/shm /dev/vda1 ext4 243823 77269 153754 34% /boot
FreeBSD での例:
% df -T Filesystem Type 1K-blocks Used Avail Capacity Mounted on zroot/ROOT/default zfs 84263060 1271260 82991800 2% / devfs devfs 1 1 0 100% /dev zroot/tmp zfs 82991896 96 82991800 0% /tmp zroot/usr/home zfs 93029100 10037300 82991800 11% /usr/home (略)
>> コマンド df
>> コマンド newfs
>> コマンド disklabel
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