《信息安全系统设计与实现》学习笔记5

第十一章

EXT2文件系统

• EXT2第二代扩展文件系统（英语：second extended filesystem，缩写为 ext2），是LINUX内核所用的文件系统。它开始由Rémy Card设计，用以代替ext，于1993年1月加入linux核心支持之中。

EXT2文件系统数据结构

• 创建虚拟硬盘
  mke2fs [-b blksize -N ninodes] device nblocks
• 虚拟磁盘布局
  
  Block#0:引导块
• 超级块
  1.Block#1：B1是超级块，用于容纳整个文件系统的信息，是记录整个文件系统相关信息的地方。
  2.重要字段：

    u32 s_inodes_count
    u32 s_blocks_count
    u32 s_r_blocks_count
    u32 s_free_blocks_count
    u32 s_mtime
    u32 s_wtime
    u32 s_magic 
    u32 s_inodes_per_group
    u32 s_mnt_count
    u32 s_max_mnt_count
    u32 s_state

• 块组描述符
  Block#2：块组描述符块，EXT2将磁盘块分为几个组，每个组有8192个块，用一个块组描述符结构体来描述。
• 块和索引节点位图
  Block#8：块位图，位图是用于表示某种项的位序列，也用于分配和回收项。
  Block#9：索引节点位图，一个索引节点代表一个文件的数据结构。
• 索引节点

1. Block#10：索引（开始）节点块，每个文件都用一个128字节的唯一索引节点结构体表示
2. 直接块
3. 间接块
4. 双重间接块
5. 三重间接块

• 数据块
  紧跟在索引节点块后面的是文件存储数据块。
• 目录条目
  目录包含dir_entry结构，且dir_entry是一种可扩充结构。

邮差算法

• 定义
  在计算机系统中， 经常出现下面这个问题。 一个城市有M 个街区， 编号从 0到M-1。 每个街区有N座房子， 编号从0 到 N-1。每座房子有一个唯一的街区地址， 用（街区， 房子）表示， 其中0<=街区<M, 0<=房子<N。 来自外太空的外星人可能不熟悉地球上的街区寻址方案， 倾向于采用线性方法将这些房子地址编为 0, 1, ···, N-1, N, N+1 等。 已知某个街区地址 BA= （街区， 房子）， 怎么把它转换为线性地址 LA, 反过来，已知线性地址，怎么把它转换为街区地址？如果都从0开始计数，转换就会非常简单。

    Linear_address LA = N*block + house;
    Block_address BA = (LA/N,LA%N);

• c语言中的Test-Set-Clear
• 将索引节点号转换为磁盘上的索引节点
  在EXT2文件系统中，每个文件都有一个唯一的索引节点结构。

编程示例

• 1.显示超级快
• 2.显示位图
• 3.显示根索引节点
• 4.显示目录条目

3级文件系统函数

• 定义：3级文件系统支持文件系统的挂载、卸载和文件保护
• 挂载算法
  挂载操作命令：
  mount filesys mount_point
  该命令可将某个文件系统挂载到mount_point目录上。
• 卸载算法
  卸载文件系统可卸载已挂载的文件系统。
• 交叉挂载点
  • 向下遍历
  • 向上遍历
    注意：当遍历一个路径名时，两个方向的挂载点可能会出现交叉
• 文件保护

owner    group    other
-----    -----    -----
r w x    r w x    r w x

文件系统项目的扩展

• 1.多个组
• 2.4KB大小的块
• 3.管道文件
• 4.I/O缓冲

苏格拉底挑战

• 邮差问题
  
  
  
  
  
  
• 块和索引节点位图
  
  
  
  
  

遇到的问题及解决

• 问题
  EXT2文件系统与EXT3和EXT4有什么不同之处？它们之间的主要区别是什么？
• GPT的回答