文件系统特性

以下几节介绍了 Sun QFS 文件系统的主要特性：

• 卷管理

• 支持分页和直接 I/O

• 大容量

• 快速文件系统恢复

• 元数据存储

• vnode 接口

• 共享文件系统支持

卷管理

Sun QFS 文件系统支持分散读写和循环磁盘访问方式。主配置文件 (mcf) 和挂载参数指定卷管理功能，并使文件系统识别它所控制的各设备之间的关系。此功能与大多数 UNIX 文件系统不同，大多数 UNIX 文件系统仅能对一个设备或一个设备的某一部分进行寻址。Sun QFS 文件系统不需要其他任何卷管理应用程序。不过，如果要为 Sun QFS 环境中的设备使用镜像，必须获取附加软件包（如逻辑卷管理器）。

Sun QFS 集成的卷管理功能使用标准 Oracle Solaris OS 设备驱动程序接口，以便与底层设备交换 I/O 请求。Sun QFS 软件将存储设备分成不同的系列集，每个文件系统则驻留在这些系列集上。

支持分页和直接 I/O

Sun QFS 文件系统支持两种不同类型的 I/O：

• 分页 I/O（也称为缓存或缓冲 I/O）－使用分页 I/O 时，用户数据被缓存到虚拟内存页中，继而内核将此数据写入磁盘。标准 Oracle Solaris OS 接口负责管理分页 I/O。这是 Sun QFS 的默认 I/O 类型。

• 直接 I/O－使用直接 I/O 时，用户数据直接从用户内存写入磁盘。可以通过使用 Oracle Solaris OS directio(3C) 函数调用或带有 -D 选项的 setfa 命令指定直接 I/O。通过使用直接 I/O，可从实质上提升连续对齐的大型 I/O 块的性能。

大容量

Sun QFS 软件支持的文件长度可高达 2⁶³ 字节。非常大的文件可以在多个磁盘或 RAID 设备间进行分散读写，即使在单个文件系统中也是如此，因为 Sun QFS 文件系统使用的是真正的 64 位寻址。与此相反，标准 UNIX 文件系统不是真正的 64 位文件系统。

可以配置的文件系统数量实际上并不受限制。卷管理器允许每个文件系统包含多达 252 个设备分区（通常为磁盘分区）。每个分区能够容纳多达 16 TB 的数据。这种配置实际上提供了无限的存储容量。

Sun QFS 文件系统对文件数量没有预定义的限制。因为 inode 空间（包含文件信息）是动态分配的，所以文件的最大数量只受可用的磁盘存储容量限制。Inode 在挂载点下的 .inodes 文件中被编成目录。每个文件的 .inodes 文件最少需要 512 字节的存储空间。

在 Sun QFS 文件系统中，inode 位于元数据设备上，可与文件数据设备分开。实际上，元数据 (mm) 设备的大小限制了 Sun QFS 文件系统中的文件数量。但您可以通过添加更多的元数据设备来增加文件的最大数量。文件数量的硬限制为 2³²-1，建议的限制值为 10⁸。

快速文件系统恢复

文件系统的一个重要功能就是在出现意外情况之后的快速恢复能力。在出现系统故障后，标准 UNIX 文件系统需要执行冗长的文件系统检查 (fsck) 以修复数据冲突。

在因系统中断导致文件系统无法写入磁盘的情况下，Sun QFS 文件系统通常不需要使用 sync 命令进行文件系统检查。另外，Sun QFS 文件系统从系统故障中恢复时不需要使用日志。通过使用标识记录，串行写入操作以及对所有关键 I/O 操作进行的错误检查，文件系统可动态恢复。出现系统故障后，即使是容量高达几 TB 的 Sun QFS 文件系统，也可以立即重新挂载。

元数据存储

文件系统使用元数据来引用文件和目录信息。元数据通常与文件数据驻留在相同的设备上。但是，Sun QFS 文件系统具有将文件系统元数据和文件数据分开存储在独立设备上的选项。Sun QFS 文件系统使您能够定义一个或多个独立的元数据设备，从而减少设备磁头移动和旋转的等待时间，提高 RAID 高速缓存的利用率，或者对元数据进行镜像而不是对文件数据进行镜像。

Sun QFS 文件系统将 inode 元数据信息存储在独立的文件中。此做法能够动态地扩大文件的数目以及整个文件系统。

vnode 接口

Sun QFS 文件系统通过标准的 Oracle Solaris OS 虚拟文件系统 (vfs/vnode) 接口实现。

通过使用 vfs/vnode 接口，该文件系统可在标准的 Oracle Solaris OS 内核上运行，并且无需修改内核便可获得文件管理支持。因此，文件系统不受操作系统更改的影响，且在更新操作系统时，一般不需要大量的回归测试。

内核可侦听对文件的所有请求，包括对驻留在 Sun QFS 文件系统中的文件的请求。如果文件被标识为 Sun QFS 文件，内核会将请求传递到适当的文件系统进行处理。在 /etc/vfstab 文件和 mount 命令中，Sun QFS 文件系统被标识为 samfs 类型。

共享文件系统支持

Sun QFS 共享文件系统是可以挂载在多个 Oracle Solaris OS 主机系统上的分布式文件系统。在 Sun QFS 共享文件系统环境中，一台 Oracle Solaris OS 主机充当文件系统的元数据服务器，其他主机可配置为客户机。您可以配置多台主机为潜在元数据服务器。但任何时刻，只有一台主机可为元数据服务器。Sun QFS 共享文件系统挂载点的数量没有限制。

Sun QFS 共享文件系统的优点是：文件数据直接从光纤通道磁盘传递到主机。数据通过本地路径 I/O 进行传输（也称为直接访问 I/O）。此方法与网络文件系统 (network file system, NFS) 不同，数据在网络文件系统中是通过网络传输的。

共享文件系统可以作为 Sun QFS 共享文件系统实现，也可以作为 SAM-QFS 共享文件系统实现。它可以使用 ms 文件系统类型，也可以使用 ma 文件系统类型。

Sun QFS 共享文件系统不支持以下内容：

• 特定文件类型：

  • b－块特殊文件

  • c－字符特殊文件

  • p－FIFO（命名管道）特殊文件

• 分段文件。您不能在分段文件环境中实现 SAM-QFS 共享文件系统。

• 强制锁定。如果设置了强制锁定，则系统会返回 EACCES 错误。但系统支持咨询锁定。有关咨询锁定的更多信息，请参见 fcntl(2) 手册页。

有关共享文件系统的更多信息，请参见第 5 章。