Technische Informatik II - Communication Systems Group

Technische Informatik II
Übung 4
Aufgabenstellung
1. Konzepte
a) Dateitypen
Windows verwendet das Suffix des Dateinamens, um den Typ einer Datei
festzulegen. Geben Sie 2 andere Möglichkeiten an, den Dateityp im Filesystem
festzuhalten.
b) Zugriffsrechte
Wir betrachten nun das Zugriffsrechtesystem von UNIX. Zugriffsrechte können
für jede Datei separat für den Besitzer (user), die Gruppe des Besitzers (group)
und den Rest der Welt (other) gesetzt werden. Dabei wird zwischen den
Rechten read (r), write (w) und execute (x) unterschieden.
Mit dem Befehl ls -l kann der Inhalt des aktuellen Verzeichnisses inklusive
Informationen zu den Zugriffsrechten für die einzelnen Dateien ausgegeben
werden. Beantworten Sie die untenstehende Fragen anhand des folgenden
Outputs von ls –l. Auf dem System gibt es 2 Gruppen: studenten und
dozenten. Die Benutzer stud1 und stud2 gehören zur Gruppe studenten,
prof1 gehört zur Gruppe dozenten.
-rw-r----- 1 stud1 studenten 4484 2007-03-12 14:09 loesung3.doc
-rw-rw---- 1 prof1 dozenten 6442 2007-01-29 13:48 musterloesung3.doc
-rw-rw-r-- 1 prof1 dozenten 9261 2007-01-29 18:17 uebung3.doc
i. Darf stud1 die Datei uebung3.doc lesen
ii. Darf stud2 die Datei loesung3.doc ändern
iii. Darf prof1 die Datei loesung3.doc lesen
iv. Angenommen prof1 möchte nun den studenten Leserechte auf der
Datei musterloesung3.doc geben. Mit welchem Befehl kann er dies tun
v. Was bedeuten die Rechte read (r), write (w) und execute (x) für
Verzeichnisse
c) Dateioperationen
Welche Operationen auf Dateien stellt ein Betriebssystem typischerweise zur
Verfügung Erklären Sie jeweils in Stichworten, was die Operation genau tut.
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2. Hierarchische Strukturen
a) Verzeichnis
Beschreiben Sie in eigenen Worten, was ein Verzeichnis ist und wozu es
eingesetzt/verwendet wird.
b) Absolute und relative Pfade
Betrachten Sie die Baumstruktur in der Abbildung. Angenommen, wir befinden
uns momentan im Verzeichnis stud1. Geben Sie den absoluten und den
relativen Pfad der Datei muloe3.doc an. Erklären Sie, in welchen Fällen es
Vorteilhaft ist mit absoluten und wann mit relativen Pfaden zu arbeiten.
c) Links
Die gestrichelte Linie vom Verzeichnis /home/stud1/ti1 zur Datei
uebung3.doc ist ein symbolischer Link. Wie lautet der kürzeste Pfad vom
Verzeichnis stud1 zu uebung3.doc
3. Dateisysteme
In dieser Aufgabe betrachten wir ein Filesystem basierend auf Ext2 mit folgenden
Parametern:
• 1000 Datenblöcke
• 1 Datenblock ist 512 Bytes gross
• 200 Inodes
• 1 Inode ist 512 Bytes gross
• Der Inode kann 10 Datenblöcke direkt adressieren und kann auf 2
Indirektionstabellen erster Ordnung verweisen.
• Eine Indirektionstabellen erster Ordnung braucht 512 Bytes und kann auf 256
Datenblöcke verweisen.
• Es gibt keine weitere Indirektionstufe.
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a) Wie viele Dateien können maximal auf diesem Filesystem erstellt werden
b) Wie viele Bytes (Nutzdaten) kann eine Datei auf diesem Filesystem maximal
beinhalten
c) Wie viel Platz in Bytes belegt eine Datei mit 6140 Bytes Nutzdaten
d) Wie viele zusätzliche Inodes benötigt ein Hardlink auf eine existierende Datei
mit 5100 Bytes Nutzdaten
4. Virtuelles Dateisystem
Ein virtuelles Dateisystem (VFS) erlaubt es, verschiedene Dateisysteme (z.B. Ext2,
NTFS, NFS) in einem gemeinsamen Verzeichnisbaum darzustellen. Dazu wird eine
Schicht zwischen den Dateioperationen, welche vom Betriebssystem zur Verfügung
gestellt werden (read, write, open, ...), und den Dateisystem-spezifischen
Implementationen dieser Operationen definiert.
In UNIX Systemen wird die Inode Nummer gebraucht um eine Datei eindeutig in
einem Dateisystem zu identifizieren.
a) Mounten
Wofür wird der Befehl mount in einem Unix System eingesetzt
b) Mehrere Dateisysteme im Verzeichnisbaum des VFS
i. Welches Problem entsteht, wenn gleichzeitig mehrere Dateisysteme in
einem gemeinsamen Verzeichnisbaum eingehängt werden
ii. Wie geht das VFS mit diesem Problem um
iii. Welche Einschränkung von Hardlinks steht damit im Zusammenhang
c) Datei-Lookup im VFS
i. Sie möchten auf eine Datei, deren vollen Pfad und Namen bekannt ist,
zugreifen. Beschreiben Sie die Grundlegenden Schritte, die das VFS
hierfür durchführen muss.
do {
1 1.
2 2. nächste Pfadkomponente berechnen
3 3.
5 4.
6 5. zur Behandlung von Symlinks: follow_link()
} while (weitere Komponente vorhanden);
(Zugriff mittels Dentry Objekt für die Datei)
ii.
iii.
In Schritt fünf wird der Fall behandelt, dass es sich bei der aktuellen
Pfadkomponente um einen symbolischen Link handelt. Sie beobachten
nun, dass diese Funktion bei einer Prototyp-Implementation eines
neuen Dateisystems in einer Endlosschleife zu laufen scheint. Welches
mit Symlinks zusammenhängende Problem hat der Programmierer hier
wohl übersehen Geben Sie ein Beispiel für einen Verzeichnisbaum an,
der dieses Problem auslösen könnte (in der Art wie in Aufgabe 2b).
Wie lässt sich das Problem aus II. lösen Machen Sie einen Vorschlag
und schauen nach, wie das Problem im VFS von Linux gelöst ist
HINWEIS: /fs/namei.c
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5. Journaling
a) Eine Datei besteht typischerweise aus mehreren Bestandteilen, welche an
unterschiedlichen Orten im Filesystem abgelegt werden. So gibt es für jede
Datei nebst den eigentlichen Daten auch einen Eintrag in einem Verzeichnis
und einen Inode.
Beschreiben Sie, welche Operationen wo im Filesystem ausgeführt werden
müssen, um eine Datei zu löschen.
b) Wir nehmen nun an, dass der Computer während dem Löschen durch einen
Stromausfall abstürzt. Geben Sie einen möglichen Fall an, in dem das
Dateisystem nach Absturz nicht mehr konsistent ist.
c) Um solche Inkonsistenzen (resp. einen zeitaufwändigen Filesystemcheck beim
reboot) zu vermeiden, setzen viele moderne Dateisysteme Journaling ein.
Erklären Sie in eigenen Worten, wie Journaling funktioniert und wie es das
oben aufgetauchte Problem lösen kann.
Informationen zu Journaling finden Sie z.B. unter
http://de.wikipedia.org/wiki/Journaling
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