WO2012149884A1 - 文件系统和检索、写入、修改或删除文件的方法与装置 - Google Patents
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- WO2012149884A1 WO2012149884A1 PCT/CN2012/074827 CN2012074827W WO2012149884A1 WO 2012149884 A1 WO2012149884 A1 WO 2012149884A1 CN 2012074827 W CN2012074827 W CN 2012074827W WO 2012149884 A1 WO2012149884 A1 WO 2012149884A1
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- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F16/00—Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor
- G06F16/10—File systems; File servers
- G06F16/13—File access structures, e.g. distributed indices
Definitions
- the present invention relates to the field of file system technologies, and in particular, to a file system and a method and apparatus for retrieving, writing, modifying, or deleting files in the file system.
- the above file system uses a super block - inode - data block three-layer structure.
- the file system is first divided into physical blocks that are divided into superblock and inode areas and data areas.
- the superblock is located in the first block of the file volume, and the data it stores is the control information of the file volume, including the root directory of the directory structure tree of the file system.
- the data block of the data area is used to store the contents of the file.
- the inode area holds a directory structure tree and an inode corresponding to each file.
- the inode stores the attribute and storage address of the file, which points to the date block where the contents of the file are saved.
- the method is to use the directory structure tree under Super block, and use the full path file name as a keyword to search through the directory entry (Dir entry, Dentry) step by step.
- Embodiments of the present invention provide a file system and a method and apparatus for retrieving, writing, modifying, or deleting a file in the file system.
- a file system comprising: a super block area, an index node area, and a data block area;
- the index node area includes a list of attribute index items corresponding to each super block, and an index corresponding to each file stored in the data block area a node, each of the attribute index item lists stores a correspondence between a file attribute and an index node number, where the index node stores a file attribute and a storage address, and the storage address points to a data block to store the data block of the file.
- An apparatus for retrieving a file in a file system the file system being the file system described above, the device comprising:
- a receiving unit configured to receive a file retrieval request, where the file retrieval request includes an attribute requesting to retrieve a file
- a matching unit configured to determine a corresponding super block according to an attribute of the request retrieval file included in the file retrieval request, and match an attribute of the request retrieval file with a list of attribute index items corresponding to the super block to obtain a corresponding index.
- an obtaining unit configured to acquire, from the index node indicated by the index node number, various attributes and storage addresses of the request retrieval file, and obtain content of the request retrieval file from the data block represented by the storage address.
- An apparatus for writing a file in a file system the file system being the file system, the device comprising:
- a receiving unit configured to receive a file write request; establish a directory index entry requesting to write a file, where the directory index entry includes a correspondence between a directory that is requested to be written into the file and an index node number;
- An apparatus for modifying and deleting a file in a file system wherein the file system is the file system, and the device includes:
- a receiving unit configured to receive a file modification request or a file deletion request
- a first modifying unit configured to modify or delete an index node corresponding to the file according to the file modification request or the file deletion request;
- a second modifying unit configured to modify or delete each attribute index item of the file in each attribute index item list by using a super block corresponding to each attribute of the file.
- a method for retrieving a file in a file system comprising:
- the file retrieval request includes an attribute requesting to retrieve the file; determining a corresponding super block according to the attribute of the request retrieval file included in the file retrieval request, and retrieving the attribute of the request and the super Matching the list of attribute index entries corresponding to the block, and obtaining the corresponding index node number;
- a method for a file system to write a file comprising:
- a directory index entry Receiving a file write request; a directory index entry, wherein the directory index entry includes a correspondence between a directory in which the file is requested to be written and an index node number;
- Each attribute index item requested to be written to the file is created in the corresponding attribute index item list by an attribute superblock corresponding to other attributes other than the directory.
- a file system for modifying or deleting a file the file system being the file system described above, the method comprising:
- Each index item of the file is modified or deleted in each attribute index item list by a super block corresponding to each attribute of the file.
- the file system provided by the embodiment of the present invention includes at least two super blocks as retrieval entries of different attributes of the file, each super block corresponding to a list of attribute index items, and each attribute index item list stores a file attribute and an index node.
- the correspondence between the numbers, and thus, the file system provides different retrieval methods through the super block and the attribute index item list corresponding to different attributes of the file, and solves the problem that the file system in the prior art can only provide the file name as an attribute for retrieval. There is a problem with the single retrieval method.
- FIG. 1 is a schematic structural view of a prior art file system
- FIG. 2 is a schematic structural diagram of a file system according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 3 is a schematic diagram of a layout of a file system in a file volume according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 4 is a schematic structural diagram of an apparatus for retrieving a file in a file system according to an embodiment of the present invention
- FIG. 5 is a schematic diagram of a file retrieval process of a file system according to an embodiment of the present invention
- FIG. 6 is a schematic structural diagram of an apparatus for writing a file in a file system according to an embodiment of the present invention
- FIG. 7 is a schematic structural diagram of an apparatus for modifying and deleting a file system according to an embodiment of the present invention
- FIG. 8 is a file system according to an embodiment of the present invention
- FIG. 9 is a flowchart of a method of writing a file in a file system according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 10 is a flow chart of a method of modifying or deleting a file in a file system according to an embodiment of the present invention.
- the embodiment of the present invention provides a file system, including: a super block area and an index node area and a data block area; the super block area includes at least two super blocks as retrieval entries of different attributes of the file;
- the index node area includes a list of attribute index items corresponding to each super block, and an index node corresponding to each file stored in the data block area, and each attribute index item list stores a correspondence between a file attribute and an inode number.
- the index node holds the attributes of the file and the storage address, which points to the data block in the data block area where the file is stored.
- Embodiments of the present invention also provide methods and apparatus for retrieving, writing, modifying, or deleting files in the file system. The details are described below separately.
- the embodiment of the invention provides a file system.
- a file system is a system for managing file information on a storage medium such as a disk for organizing and distributing file storage space and for storing files.
- the file system of this embodiment includes: a super block area 101 and an inode area 102 and a data block area 103.
- the index node area 102 includes a list of attribute index items corresponding to each super block, and an index node corresponding to each file stored in the data block area, and each attribute index item list stores a file attribute and an index node number.
- the index node stores the attribute of the file and the storage address, and the storage address is the address of the data block in the data block area where the file is stored.
- a file system that includes only one directory super block and can only be retrieved according to the directory differs from the prior art in that the super block area of the file system of the present invention includes a super block group composed of at least two super blocks (Super Block Group).
- Each of the superblocks corresponds to a property of the file, specifically linked with a list of attribute index items saved in the index node area, to provide a retrieval method corresponding to the file attributes, so that the user can perform the attribute of the file.
- File retrieval Therefore, the file system provides different retrieval modes through the super block and the attribute index item list corresponding to different attributes of the file, and solves the problem that the file system in the prior art can only provide a single retrieval method by using the file name as an attribute for searching.
- the attributes of the file may include any file name, file size, modification time, user name, and the like that can distinguish the file. All attributes of each file are saved in the corresponding index node of the file.
- the super block area may include a directory super block (Dir Superblock) as a directory retrieval entry.
- the super block area may further include: a keyword superblock as a key search entry, a size super block as a size search entry (Size) Superblock), as a time superblock for modifying the time retrieval entry, and at least one superblock in the user superblock as a user retrieval entry, may include one of the super blocks, or may include Multiple superblocks may also include all of the superblocks listed.
- the file system of the present invention may further include other super blocks not listed herein, and these super blocks correspond to any other attributes that can distinguish files.
- Each super block is a retrieval entry that corresponds to a list of attribute index items.
- the attribute includes: a key index entry list corresponding to the keyword super block, a size entry list corresponding to the size super block, and a time entry corresponding to the time super block (Time Entry) a list, and a list of one or more attribute index entries in the User Entry list corresponding to the user superblock.
- the directory super block is a directory entry type retrieval entry that supports file retrieval by file name.
- the list of directory index entries can be built in a list or in a directory tree.
- the directory index entry list contains multiple directory index entries (Dir Entry), and each directory index entry corresponds to one file.
- the file name of the corresponding file and the number of the corresponding index node are saved in each directory index entry.
- the file name of the received request retrieval file is matched with the directory index item list, the corresponding directory index item is found, the corresponding index node number is obtained, and the index represented by the number can be obtained.
- the attribute and the storage address of the file are obtained, and the content of the file is obtained in the corresponding data block through the storage address.
- the time super block is a retrieval entry of the time index mode, corresponding to the time index item list.
- the time index item list contains multiple time entries (Time Entry), and each time the bow item
- the time index entry includes at least the modification time of the corresponding file and the number of the index node that stores the attribute and storage address of the file.
- the keyword superblock is a search entry for the keyword indexing method, which corresponds to the keyword index item list.
- the keyword index item list contains multiple keyword index items (Keyword Entry), and each key word index item corresponds to one file.
- the keyword index entry includes at least the keyword of the corresponding file and the number of the index node that stores the attribute of the file and the storage address.
- the size super block is a retrieval entry of the size index method, corresponding to the size index item list.
- the large index entry list contains multiple size entries (Size Entry), and each size index entry corresponds to one file.
- the size index entry includes at least the size of the corresponding file and the number of the index node that holds the attribute and storage address of the file.
- the user super block is a retrieval entry of the user index mode, corresponding to the user index item list.
- the user index entry list contains multiple user index entries (Size Entry), and each user index entry corresponds to one file.
- the user index entry includes at least the user of the corresponding file and the number of the index node that holds the attribute of the file and the storage address.
- each file in the file system may have multiple attribute index items, but only one index node is corresponding, that is, all attribute index items corresponding to the same file correspond to the same index node, and the index node Save all the attribute information of the file and the storage address of the file.
- the index node area includes a group descriptor, a block bitmap, an inode bitmap, and an inode table, and the inode table holds a corresponding superblock.
- Each attribute index item list contains a plurality of attribute index items corresponding to each file.
- each directory index entry (Dir entry, Dentry) in the directory index entry list includes the following parts: index node number (dnode), record length (recorder length), file name length (Name length), file Type (File type), file name (name), etc. Dnode Recorder Name File Name
- each time dance entry ( Tin) e entry, Tejntry ) in the time index entry j table includes the following parts: index node number (tnode), record length (Timer), time segment (Time scope) , Modified time, File ID, etc.
- each key index entry (Kentry) in the keyword index item list includes the following parts: an inode number (knode), a record length (Record length), a keyword (Keyword word), File ID number, etc.
- each size index entry (Sentry entry) in the size index entry list includes the following parts: the index node number (snode), the record length (Record length), and the file size scope.
- File size File ID
- Each user entry (Sentry) in the user index entry list includes the following parts: an inode number (unode), a record length (Record length), a group name (Group name), a user name (User name), and the like.
- an embodiment of the present invention further provides a device for retrieving a file in a file system, where the file system is a file system provided by the foregoing embodiment, and the device includes:
- the receiving unit 201 is configured to receive a file retrieval request, where the file retrieval request includes an attribute requesting to retrieve the file;
- the matching unit 202 is configured to determine, according to the attribute of the request retrieval file included in the file retrieval request, a corresponding super block, and match an attribute of the request retrieval file with a list of attribute index items corresponding to the super block to obtain a corresponding Inode number
- the obtaining unit 203 is configured to obtain various attributes and storage addresses of the request retrieval file from the index nodes indicated by the index node number, and obtain content of the request retrieval file from the data blocks indicated by the storage address.
- the device of the embodiment of the present invention can perform different ways of searching by using various super blocks and corresponding attribute index items of different types of attribute index item lists, including directory retrieval, time retrieval, keyword retrieval, size retrieval, and users.
- Retrieval, etc. solves the problem that the file system in the prior art can only provide a single retrieval method for searching by file name as an attribute. Please refer to FIG. 5, and the specific retrieval process includes:
- the first is to receive a file retrieval request submitted by the user, the file retrieval request including an attribute of the requested retrieval file;
- the file system finds the corresponding superblock from the superblock group based on the attributes contained in the file retrieval request. For example, if it is retrieved based on the directory file name, it looks for the directory superblock; if it is searched by keyword, it looks for the keyword superblock.
- the search is based on the file modification time, it is necessary to find all the tentry items corresponding to the time super block, find the corresponding tnode number according to the file modification time, and then find the corresponding inode through the tnode, and include the attribute information and storage of the file in the inode. Address (inode address).
- the embodiment of the present invention further provides a device for writing a file in a file system, where the file system is a file system provided by the foregoing embodiment, and the device includes:
- the receiving unit 301 is configured to receive a file write request, and establish a directory index entry for requesting to write the file, where the directory index entry includes a correspondence between the directory in which the file is requested to be written and the index node number;
- a writing unit 303 configured to write an attribute of the request to write the file into the index node indicated by the index node number, and write the content of the request written file into the data block pointed by the index node; 304.
- An attribute superblock corresponding to other attributes other than the directory establishes, in the corresponding attribute index item list, each attribute index item that is requested to be written into the file.
- the following is an example of how to create a corresponding attribute index item in the corresponding attribute index item list.
- Each time index entry includes the following parts: index node number (tnode), record length (recorder length), time segment (Time scope), modification time (Modified time), file identification number (File ID), and so on.
- index node number tnode
- record length recorder length
- time segment time segment
- Modified time Modified time
- file identification number File ID
- Table 1 shows a default time period, in units of "year-month”, and in other embodiments, "year-month-day”.
- the modified time of the file is extracted, matched to the corresponding time scope, and the file identification number (File ID, FID) is recorded in the form of Tentry. If there are too many files in a certain period of time, the time period can be further refined and divided into multiple time periods.
- the size index entry includes the following parts: the index node number (snode), the record length (Record length), the file size scope (File size scope), the file size (File size), the file identification number (File ID), and so on.
- the file system divides the file size from 0K to 4T into multiple ranges. Table 2 shows one of the default methods. Then, the file size is extracted, and the file identification number is matched to the corresponding size index entry (Sentry) according to the file size. If there are too many files in an interval, you can subdivide the interval into multiple intervals.
- the keyword index entry includes the following parts: the inode number (knode), the record length (Record length), the key word (Keyword word), the file identification number (File ID), and so on.
- the file system extracts a plurality of keywords of the file content, and then creates a keyword index item based on the keyword, and records the keyword and the file identification number in the keyword index item (Kentry).
- the keyword index can include multiple keywords, keyword 1, keyword 2, and so on.
- the embodiment of the present invention further provides a device for modifying and deleting a file in a file system, where the file system is a file system provided by the foregoing embodiment, and the device includes:
- the receiving unit 401 is configured to receive a file modification request or a deletion request.
- the first modifying unit 402 is configured to modify or delete an index node corresponding to the file according to the file modification request or the deletion request;
- a second modifying unit 403 configured to modify or delete each attribute index item of the file in each attribute index item list by using a super block corresponding to each attribute of the file, where each super block is used as a file attribute
- various attribute index items of the file are already established in the file system, including file name directory index items, file modification time index items, file size index items, file keyword index items, user name index items, and the like. .
- file name directory index items including file name directory index items, file modification time index items, file size index items, file keyword index items, user name index items, and the like.
- the device of the embodiment can be used for corresponding modification or deletion.
- the embodiment of the present invention further provides a file system for retrieving a file in a file system, where the file system is a file system according to any one of the foregoing embodiments, where the method includes:
- 502. Determine, according to the attribute of the request retrieval file included in the file retrieval request, a corresponding super block, and match an attribute of the request retrieval file with a list of attribute index items corresponding to the super block to obtain a corresponding index node number. 503. Obtain various attributes and storage addresses of the request retrieval file from an index node represented by an index node number, and obtain content of the request retrieval file from a data block represented by the storage address.
- the method of the embodiment provides a plurality of file retrieval methods, including searching according to a file directory name, a file modification time, a file size, a file keyword, a creator, etc., and the file system in the prior art can only be provided as a file name.
- the embodiment of the present invention further provides a method for writing a file in a file system, where the file system is the file system according to any of the foregoing embodiments, and the method includes:
- the method of this embodiment discloses how to write a file in the file system of the present invention, and implements different types of attribute index items.
- different ways of searching including directory retrieval, time retrieval, keyword retrieval, size retrieval, user retrieval, etc., can be solved, and the file system in the prior art can only provide There is a problem with the single search method in which the file name is searched as an attribute.
- an embodiment of the present invention further provides a method for modifying or deleting a file in a file system, where the file system is a file system according to any one of the foregoing embodiments, where the method includes:
- each of the super blocks Modifying or deleting each index item of the file, each of the super blocks as a retrieval entry of an attribute of the file, each attribute index item list corresponding to one of the super blocks, and each of the attribute index item lists is saved A correspondence between a file attribute and an inode number.
- the size, time, keyword, user, etc. of the file are changed, and the modification or deletion of the index list of different types of attributes can be implemented.
- the program may be stored in a computer readable storage medium, and the storage medium may include: Read memory, random access memory, disk or CD, etc.
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Description
文件系统和检索、 写入、 ^fl爹改或删除文件的方法与装置
本申请要求于 11年 5月 3日提交中国专利局、 申请号为
201110112587.1、 发明名称为 "文件系统和检索、 写入、 修改或删除文件的 方法与装置" 的中国专利申请的优先权， 其全部内容通过引用结合在本申 请中。 技术领域 本发明涉及文件系统技术领域， 具体涉及一种文件系统和该文件系统 中检索、 写入、 修改或删除文件的方法与装置。
背景技术 现在流行的文件系统种类有 4艮多，如 EXT2、 EXT3、 EXT4、 JFS ( Journal File System )、 GFS ( Distributed File System )、 ReiserFS ( Reiser File System )、 GoogleFS ( Google File System ), ZFS ( Zettabyte File System )等等。
如图 1 , 上述种类的文件系统采用的是超级块（Super block ) —索引节 点 （inode ) —数据块（data block )三层结构。 文件系统首先被分成一个个 的物理块（block ), 这些物理块被划分成超级块和索引节点区及数据区。 超 级块位于文件卷的第一个 block, 其存储的数据是文件卷的控制信息， 其中 包括文件系统的目录结构树的根目录。数据区的 data block用来存放文件的 内容。 索引节点区保存有目录结构树和对应于各个文件的 inode。 inode 中 保存有文件的属性和存储地址， 该存储地址指向保存该文件内容的 date block。在进行文件检索时，采用的方法是利用 Super block下的目录结构树， 以全路径文件名为关键字， 通过目录索引项 （Dir entry, Dentry )逐级进行 检索。
在实际应用中， 用户常常需要采用多种检索方式， 例如在采用文件名 进行检索以外， 可能还需要以文件大小或者修改时间等方式进行检索。 但 是， 现有的文件系统仅支持以文件名进行检索， 不支持其它的检索方式。
发明内容 本发明实施例提供一种文件系统和该文件系统中检索、 写入、 修改或 删除文件的方法与装置。
一种文件系统， 包括： 超级块区、 索引节点区以及数据块区； 所述索引节点区包括与每个超级块对应的属性索引项列表， 以及与数 据块区存储的每个文件对应的索引节点， 每个所述属性索引项列表保存一 种文件属性与索引节点编号的对应关系， 所述索引节点保存有文件的属性 和存储地址， 所述存储地址指向数据块区存放该文件的数据块。
一种文件系统中检索文件的装置， 所述文件系统为上述的文件系统， 所述装置包括：
接收单元， 用于接收文件检索请求， 所述文件检索请求包含请求检索 文件的属性；
匹配单元， 用于根据所述文件检索请求包含的请求检索文件的属性确 定相应的超级块， 将所述请求检索文件的属性与所述超级块对应的属性索 引项列表进行匹配， 获得对应的索引节点编号；
获取单元， 用于从所述索引节点编号表示的索引节点中获取所述请求 检索文件的各种属性和存储地址， 从所述存储地址表示的数据块中获取所 述请求检索文件的内容。
一种文件系统中写入文件的装置， 所述文件系统为上述的文件系统， 所述装置包括：
接收单元， 用于接收文件写入请求； 建立请求写入文件的目录索引项， 所述目录索引项包括所述请求写入文件 的目录与索引节点编号的对应关系；
写入单元， 用于将请求写入文件的属性写入所述索引节点编号表示的 索引节点中， 将请求写入文件的内容写入所述索引节点指向的数据块中； 第二建立单元， 用于通过对应于目录以外其它属性的属性超级块在相 应的属性索引项列表中建立请求写入文件的各个属性索引项。
一种文件系统中修改及删除文件的装置， 所述文件系统为上述的文件 系统， 所述装置包括：
接收单元， 用于接收文件修改请求或文件删除请求；
第一修改单元， 用于根据所述文件修改请求或文件删除请求修改或删 除该文件对应的索引节点；
第二修改单元， 用于通过对应于该文件的各个属性的超级块在各个属 性索引项列表中修改或删除所述文件的各个属性索引项。
一种文件系统中检索文件的方法， 所述文件系统为上述的文件系统， 所述方法包括：
接收文件检索请求， 所述文件检索请求包含请求检索文件的一种属性； 根据所述文件检索请求包含的请求检索文件的属性确定相应的超级 块， 将所述请求检索文件的属性与所述超级块对应的属性索引项列表进行 匹配， 获得对应的索引节点编号；
从所述索引节点编号表示的索引节点中获取所述请求检索文件的各种 属性和存储地址， 从所述存储地址表示的数据块中获取所述请求检索文件 的内容。
一种文件系统写入文件的方法， 所述文件系统为上述的文件系统， 所 述方法包括：
接收文件写入请求； 目录索引项， 所述目录索引项包括所述请求写入文件的目录与索引节点编 号的对应关系；
将请求写入文件的属性写入所述索引节点编号表示的索引节点中， 将 请求写入文件的内容写入所述索引节点指向的数据块中；
通过对应于目录以外其它属性的属性超级块在相应的属性索引项列表 中建立请求写入文件的各个属性索引项。
一种文件系统修改或删除文件的方法， 所述文件系统为上述的文件系 统， 所述方法包括：
接收文件修改请求或文件删除请求；
根据所述文件修改请求或文件删除请求修改或删除该文件对应的索引 节点？
通过对应于该文件的各个属性的超级块在各个属性索引项列表中修改 或删除所述文件的各个索引项。
本发明实施例提供的文件系统， 包括至少两个超级块作为文件的不同 属性的检索入口， 每个超级块对应一种属性索引项列表， 每个属性索引项 列表保存一种文件属性与索引节点编号的对应关系， 从而， 该文件系统通 过对应于文件的不同属性的超级块和属性索引项列表提供了不同的检索方 式， 解决了现有技术中文件系统只能提供以文件名作为属性进行检索的单 一的检索方式存在的问题。
附图说明 图 1是现有技术的文件系统的结构示意图；
图 2是本发明实施例的文件系统的结构示意图；
图 3是本发明实施例的文件系统在文件卷中的布局示意图；
图 4是本发明实施例的文件系统中检索文件的装置的结构示意图； 图 5是本发明实施例的文件系统的文件检索过程的示意图；
图 6是本发明实施例的文件系统中写入文件的装置的结构示意图； 图 7是本发明实施例的文件系统中修改及删除的装置的结构示意图； 图 8是本发明实施例的文件系统中检索文件的方法的流程图；
图 9是本发明实施例的文件系统中写入文件的方法的流程图；
图 10是本发明实施例的文件系统中修改或删除文件的方法的流程图。
具体实肺式 本发明实施例提供一种文件系统， 包括： 超级块区和索引节点区以及 数据块区； 超级块区包括至少两个超级块作为文件的不同属性的检索入口；
索引节点区包括与每个超级块对应的属性索引项列表， 以及与数据块区存 储的每个文件对应的索引节点 , 每个属性索引项列表保存一种文件属性与 索引节点编号的对应关系， 索引节点保存有文件的属性和存储地址， 该存 储地址指向数据块区存放该文件的数据块。 本发明实施例还提供该文件系 统中检索、 写入、 修改或删除文件的方法与装置。 以下分别进行详细说明。 本发明实施例提供一种文件系统。 文件系统是一种在存储介质例如磁 盘上管理文件信息的系统， 用于对文件存储空间进行组织和分配， 负责文 件存储。
请参考图 2, 本实施例的文件系统包括： 超级块区 101和索引节点区 102 以及数据块区 103。 其中， 索引节点区 102包括与每个超级块对应的属性索引项列表， 以及与数据 块区存储的每个文件对应的索引节点， 每个属性索引项列表保存一种文件 属性与索引节点编号的对应关系， 索引节点保存有文件的属性和存储地址， 该存储地址是数据块区存放该文件的数据块的地址。
与现有技术的仅包括一个目录超级块， 只能根据目录进行检索的文件 系统的不同之处在于， 本发明文件系统的超级块区包括一个由至少两个超 级块组成的超级块组（ Super Block Group )。 其中的每个超级块对应文件的 一种属性， 具体是与索引节点区保存的一种属性索引项列表链接， 以提供 对应该种文件属性的检索方式， 以便于用户通过文件的该种属性进行文件 检索。 从而， 该文件系统通过对应于文件的不同属性的超级块和属性索引 项列表提供了不同的检索方式， 解决了现有技术中文件系统只能提供以文 件名作为属性进行检索的单一的检索方式存在的问题
本发明实施例中， 文件的属性可以包括文件名、 文件大小、 修改时间、 用户名等任何能够对文件进行区分的属性。 每个文件的所有属性均保存在 该文件对应的索引节点中。
本发明文件系统中， 超级块区可以包括作为目录检索入口的目录超级 块（ Dir Superblock )。 超级块区还可以包括： 作为关键字检索入口的关键字 超级块 （Keyword Superblock ) , 作为大小检索入口的大小超级块 （Size
Superblock ), 作为修改时间检索入口的时间超级块（ Time Superblock ), 以 及作为用户检索入口的用户超级块（ User Superblock )中的至少一个超级块， 可以包括其中的一个超级块， 也可以包括其中的多个超级块， 还可以包括 所列举的全部超级块。 需要说明的是， 本发明的文件系统还可以包括其它 文中未列举的超级块， 这些超级块对应于其它任何能够对文件进行区分的 属性。
每一个超级块是一种检索入口， 对应于一种属性索引项列表。 属性索 以包括： 对应于关键字超级块的关键字索引项 （ Keyword Entry ) 列表， 对 应于大小超级块的大小索引项 （Size Entry ) 列表， 对应于时间超级块的时 间索引项 （Time Entry ) 列表， 以及对应于用户超级块的用户索引项 （User Entry ) 列表中的一个或多个属性索引项列表。
下面对各个超级块对应的各种索引方式做进一步说明：
目录超级块是目录索引方式的检索入口， 支持以文件名进行文件检索。 与目录超级块对应的目录索引项列表。 目录索引项列表可以采用列表方式 构建， 也可以采用目录结构树方式构建。 目录索引项列表中包含多个目录 索引项 （Dir Entry ), 每个目录索引项对应一个文件。 每个目录索引项中保 存有对应文件的文件名以及对应索引节点的编号。 当用户通过文件名进行 检索时， 将收到的请求检索文件的文件名与目录索引项列表进行匹配， 找 到对应的目录索引项， 获取对应的索引节点的编号， 进而可以从该编号表 示的索引节点中， 获取文件的属性和存储地址， 再通过该存储地址在相应 的数据块中获取文件的内容。
时间超级块是时间索引方式的检索入口， 对应于时间索引项列表。 时 间索引项列表中包含多个时间索引项 （ Time Entry ) , 每个时间索弓 |项对应 一个文件。 时间索引项至少包括所对应文件的修改时间和保存该文件的属 性与存储地址的索引节点的编号。 当用户通过修改时间进行检索时， 将收 到的请求检索文件的修改时间与时间索引项列表进行匹配， 找到对应的时 间索引项， 即可获得请求检索文件对应的索引节点的编号， 进而可以从该 编号所表示的索引节点中获取文件的属性和存储地址， 再从该存储地址的
数据块中获取文件的内容。
关键字超级块是关键字索引方式的检索入口， 对应于关键字索引项列 表。 关键字索引项列表中包含多个关键字索引项（Keyword Entry ), 每个关 键字索引项对应一个文件。 关键字索引项至少包括所对应文件的关键字和 保存该文件的属性与存储地址的索引节点的编号。 当用户通过关键字进行 检索时， 将收到的请求检索文件的关键字与关键字索引项列表进行匹配， 找到对应的关键字索引项， 即可获得请求检索文件对应的索引节点的编号， 进而可以从该编号所表示的索引节点中获取文件的属性和存储地址， 再从 该存储地址的数据块中获取文件的内容。
大小超级块是大小索引方式的检索入口， 对应于大小索引项列表。 大 小索引项列表中包含多个大小索引项（ Size Entry ) , 每个大小索引项对应一 个文件。 大小索引项至少包括所对应文件的大小和保存该文件的属性与存 储地址的索引节点的编号。 当用户通过大小进行检索时， 将收到的请求检 索文件的大小与关键字索引项列表进行匹配， 找到对应的大小索引项， 即 可获得请求检索文件对应的索引节点的编号， 进而可以从该编号所表示的 索引节点中获取文件的属性和存储地址， 再从该存储地址的数据块中获取 文件的内容。
用户超级块是用户索引方式的检索入口， 对应于用户索引项列表。 用 户索引项列表中包含多个用户索引项（Size Entry ), 每个用户索引项对应一 个文件。 用户索引项至少包括所对应文件的用户和保存该文件的属性与存 储地址的索引节点的编号。 当用户通过用户进行检索时， 将收到的请求检 索文件的用户与关键字索引项列表进行匹配， 找到对应的用户索引项， 即 可获得请求检索文件对应的索引节点的编号， 进而可以从该编号所表示的 索引节点中获取文件的属性和存储地址， 再从该存储地址的数据块中获取 文件的内容。
需要说明的是， 文件系统中的每个文件可以对应有多个属性索引项， 但是仅对应有一个索引节点， 即， 对应于同一文件的所有的属性索引项对 应相同的索引节点， 该索引节点中保存该文件的所有属性信息和该文件的 存储地址。
请参考图 3所示的文件系统的超级块区及索引节点区在文件卷中的布 局， 超级块组包含的所有超级块位于文件卷的开头部分的物理块中， 其后 是索引节点区。 索引节点区包括了组描述信息 （group descriptor ), 数据块 位图 （ block bitmap )、 索引节点位图 （ inode bitmap )和索引节点表 ( inode table ), inode table保存有对应于每个超级块的属性索引项列表。
每个属性索引项列表包含多个与每个文件对应的属性索引项。
如表 1所示， 目录索引项列表中的每个目录索引项 （Dir entry, Dentry ) 包括以下部分： 索引节点编号（dnode )、 记录长度（ Recorder length )、 文件 名长度（ Name length )、 文件类型 （File type )、 文件名 （name )等。 dnode Recorder Name File Name
length length type
如表 2所示 时间索引项 j表中的每个时间舞引项（ Tin)e entry , Tejntry ) 包括以下部分： 索引节点编号（ tnode ), 记录长度 ( Recorder length )、 时间 段（Time scope )、 修改时间 （ Modified time )、 文件标识号 （ File ID )等。
表 2
如表 3所示，关键字索引项列表中的每个关键字索引项（ Keyword entry, Kentry )包括以下部分：索引节点编号（ knode ),记录长度（ Recorder length ), 关键字 （ Keyword word )、 文件标识号 （ File ID )等。
表 3
如表 4所示， 大小索引项列表中的每个大小索引项（Size entry, Sentry ) 包括以下部分： 索引节点编号（snode )、 记录长度（ Recorder length )、 文件 大小范围 （ File size scope ), 文件大小 （ File size ), 文件标识号 （ File ID )
表 5
如图 4所示， 本发明实施例还提供一种文件系统中检索文件的装置， 该 文件系统为上述实施例提供的文件系统， 该装置包括：
接收单元 201 , 用于接收文件检索请求， 所述文件检索请求包含请求检 索文件的属性；
匹配单元 202, 用于根据所述文件检索请求包含的请求检索文件的属性 确定相应的超级块， 将所述请求检索文件的属性与所述超级块对应的属性 索引项列表进行匹配， 获得对应的索引节点编号；
获取单元 203 , 用于从所述索引节点编号表示的索引节点中获取所述请 求检索文件的各种属性和存储地址， 从所述存储地址表示的数据块中获取 所述请求检索文件的内容。
本发明实施例装置， 利用各种不同的超级块以及对应的不同类型的属 性索引项列表的属性索引项即可以进行不同方式的检索， 包括目录检索、 时间检索、 关键字检索、 大小检索、 用户检索等， 解决了现有技术中文件 系统只能提供以文件名作为属性进行检索的单一的检索方式存在的问题 请参考图 5 , 具体的检索过程包括：
首先是接收用户提交的文件检索请求， 该文件检索请求包含请求检索 文件的属性；
其次， 文件系统根据文件检索请求包含的属性， 从超级块组中查找到 相应的超级块。 例如， 如果是根据目录文件名检索， 就查找目录超级块； 如果是根据关键字进行检索， 就查找关键字超级块。
进入超级块后， 根据文件检索请求包含的文件属性， 与超级块对应的 属性索引项列表的所有属性索引项 （entry )进行匹配。 匹配成功后， 根据
entry中的索引节点编号（node号）， 查找到相应的索引节点（ inode )。 例如， 如果是根据文件目录查找， 需要查找目录超级块对应的所有 dentry项， 根据 目录文件名查找到相应的 dnode号， 通过 dnode号查找到相应的 inode, inode 中保存有该文件的属性信息和存储地址（ inode地址 )。 如果是根据文件修改 时间进行查找， 需要查找时间超级块对应的所有 tentry项， 根据文件修改时 间找到相应的 tnode号，然后通过 tnode查找到相应的 inode,在 inode中包含该 文件的属性信息和存储地址（inode地址）。
最后从 inode地址表示的数据块中获取文件的内容。
如图 6所示， 本发明实施例还提供一种文件系统中写入文件的装置， 该 文件系统为上述实施例提供的文件系统， 该装置包括：
接收单元 301 , 用于接收文件写入请求； 中建立请求写入文件的目录索引项， 所述目录索引项包括所述请求写入文 件的目录与索引节点编号的对应关系；
写入单元 303 , 用于将请求写入文件的属性写入所述索引节点编号表示 的索引节点中， 将请求写入文件的内容写入所述索引节点指向的数据块中； 第二建立单元 304, 用于对应于目录以外其它属性的属性超级块在相应 的属性索引项列表中建立请求写入文件的各个属性索引项。
下面就如何在对应的属性索引项列表中建立相应的属性索引项举例描 述。
如表 6所示， 在文件系统中建立文件修改时间的时间索引项。 每个时间 索引项（ Tentry )包括以下部分： 索引节点编号（ tnode )、记录长度 ( Recorder length )、时间段（ Time scope ),修改时间（ Modified time ),文件标识号（ File ID )等。 首先， 根据实际情况， 建立时间段（Time scope )。 表 1给出的是一 种缺省时间段， 以 "年 -月" 为单位， 在其它实施例中也可以 "年 -月 -日" 为单位。 其次， 将文件的修改时间 （Modified time )提取出来， 匹配到相应 的时间段（ Time scope ), 并以 Tentry的形式记录文件标识号（ File ID, FID )。 如果某个时间段的文件数目过多， 可以将该时间段进一步细化， 分成多个 时间段。
tnode Recorder Time Modified FilelD
length scope Time
XXX XXX 2010-12
XXX XXX 2010-11
XXX XXX 2010-10 Fid- 1=0123
Fid-2=0124 Fid-3=1234,
XXX XXX 2010-09
XXX XXX 2010-08
XXX XXX 2010-07
XXX XXX 2010-06
XXX XXX 2010-05
XXX XXX 2010-04 ό ό ό
XXX XXX 2010-03 o o o
XXX XXX 2010-02
XXX XXX 2010-01
如表 7所示，在文件系统中建立文件大小的索引项。大小索引项（ Sentry ) 包括以下部分： 索引节点编号（snode )、 记录长度（ Recorder length )、 文件 大小范围 （ File size scope )、 文件大小 （ File size )、 文件标识号 （ File ID ) 等。 首先， 文件系统将文件大小从 0K到 4T分成多个范围。 表 2给出的是其中 一种缺省方法。 然后， 提取文件大小， 并根据文件大小将发文件标识号匹 配到相应的大小索引项（Sentry )中。 如果某个区间内的文件过多，可以将该 区间再细分为多个区间。
snode Recorder File size File Size FilelD
length scope
XXX XXX OK - IK
XXX XXX 1K - 4K
XXX XXX 4K - 16K
XXX XXX 16K-64K
XXX XXX 64K - 256K
XXX XXX 256K-1M
XXX XXX 1M-4M 1.1M Fid- 1=0123
1.1M Fid-2=0124
3.3M Fid-3=1234,
XXX XXX 4M- 16M
XXX XXX 16M-64M
XXX XXX 64M - 256M
XXX XXX 256M-1G
XXX XXX 1G-4G
XXX XXX 4G-16G
XXX XXX 16G-64G
XXX XXX 64G - 256G
XXX XXX 256G-1T
XXX XXX 1T-4T
如表 8所示，在文件系统中建立关键字索引项。关键字索引项（Kentry) 包括以下部分： 索引节点编号（knode)、 记录长度（ Recorder length )、 关键 字 （ Keyword word )、 文件标识号 （File ID)等。 首先， 文件系统提取文件 内容的多个关键字， 然后根据关键字建立关键字索引项， 将关键字和文件 标识号等记录在关键字索引项（Kentry)中。 关键字索引可以包括多个关键 字， 关键字 1, 关键字 2等。
表 8
knode Recorder length Keyword FilelD
XXX XXX 存储系统 Fid- 1=0123
Fid-2=0124
Fid-3=1234, ...
本发明实施例装置， 可以在文件系统中建立不同类型的属性索引项。 根据对应于不同属性超级块的各个属性索引项即可以进行不同方式的检 索， 包括目录检索、 时间检索、 关键字检索、 大小检索、 用户检索等， 解 决了现有技术中文件系统只能提供以文件名作为属性进行检索的单一的检 索方式存在的问题
如图 7所示， 本发明实施例还提供一种文件系统中修改及删除文件的装 置， 该文件系统为上述实施例提供的文件系统， 该装置包括：
接收单元 401 , 用于接收文件修改请求或删除请求；
第一修改单元 402, 用于根据所述文件修改请求或删除请求修改或删除 该文件对应的索引节点；
第二修改单元 403 , 用于通过对应于该文件的各个属性的超级块在各个 属性索引项列表中修改或删除所述文件的各个属性索引项， 每个所述超级 块作为文件的一种属性的检索入口， 每个属性索引项列表对应于一个所述 超级块， 每个所述属性索引项列表保存一种文件属性与索引节点编号的对 应关系。
当文件写操作完成后 , 文件系统中已经建立好文件的各种属性索引项 , 包括文件名目录索引项、 文件修改时间索引项、 文件大小索引项、 文件关 键字索引项、 用户名索引项等。 此时， 如果文件发生修改、 删除等操作， 导致文件的大小、 时间、 关键字、 用户等发生改变， 即可利用本实施例的 装置进行相应修改或删除。
请参考图 8, 本发明实施例还提供一种文件系统中检索文件的方法， 所 述文件系统为上述任一实施例所述的文件系统， 所述方法包括：
501、接收文件检索请求，文件检索请求包含请求检索文件的一种属性；
502、 根据所述文件检索请求包含的请求检索文件的属性确定相应的超 级块， 将所述请求检索文件的属性与所述超级块对应的属性索引项列表进 行匹配， 获得对应的索引节点编号；
503、 从索引节点编号表示的索引节点中获取所述请求检索文件的各种 属性和存储地址， 从所述存储地址表示的数据块中获取所述请求检索文件 的内容。
本实施例方法提供了多种文件检索方式， 包括按照文件目录名、 文件 修改时间、 文件大小、 文件关键字、 创建者等进行检索， 解决了现有技术 中文件系统只能提供以文件名作为属性进行检索的单一的检索方式存在的 问题。 所有这些检索方式都是通过文件系统直接进行， 不需要通过数据库 或其他系统。
请参考图 9, 本发明实施例还提供一种文件系统中写入文件的方法， 所 述文件系统为上述任一实施例所述的文件系统， 所述方法包括：
601、 接收文件写入请求； 件的目录索引项， 所述目录索引项包括所述请求写入文件的目录与索引节 点编号的对应关系；
603、 将请求写入文件的属性写入所述索引节点编号表示的索引节点 中 , 将请求写入文件的内容写入所述索引节点指向的数据块中；
604、 通过对应于目录以外其它属性的属性超级块在相应的属性索引项 列表中建立请求写入文件的各个属性索引项。
本实施例方法， 公开了如何在本发明文件系统中写入文件， 实现了建 立不同类型的属性索引项。 根据对应于不同属性超级块的各个属性索引项 即可以进行不同方式的检索， 包括目录检索、 时间检索、 关键字检索、 大 小检索、 用户检索等， 解决了现有技术中文件系统只能提供以文件名作为 属性进行检索的单一的检索方式存在的问题。
请参考图 10, 本发明实施例还提供一种文件系统中修改或删除文件的 方法， 所述文件系统为上述任一实施例所述的文件系统， 所述方法包括：
701、 接收文件修改请求或删除请求；
702、 根据所述文件修改请求或删除请求修改或删除该文件对应的索引 节点？
703、 通过对应于该文件的各个属性的超级块在各个属性索引项列表中
修改或删除所述文件的各个索引项， 每个所述超级块作为文件的一种属性 的检索入口， 每个属性索引项列表对应于一个所述超级块， 每个所述属性 索引项列表保存一种文件属性与索引节点编号的对应关系。
采用本实施例方法， 在文件发生修改、 删除等操作， 导致文件的大小、 时间、 关键字、 用户等发生改变时， 可以实现了对不同类型的属性索引项 列表的修改或删除。 本领域技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤 是可以通过程序来指令相关的硬件来完成， 该程序可以存储于一计算机可 读存储介质中， 存储介质可以包括： 只读存储器、 随机存取存储器、 磁盘 或光盘等。
以上对本发明实施例所提供的文件系统和该文件系统中检索、 写入、 修改或删除文件的方法与装置进行了详细介绍， 本文中应用了具体个例对 本发明的原理及实施方式进行了阐述， 以上实施例的说明只是用于帮助理 解本发明的方法及其核心思想， 不应理解为对本发明的限制。
Claims
1、 一种文件系统， 其特征在于， 包括：
超级块区、 索引节点区以及数据块区； 所述索引节点区包括与每个超级块对应的属性索引项列表， 以及与数 据块区存储的每个文件对应的索引节点， 每个所述属性索引项列表保存一 种文件属性与索引节点编号的对应关系， 所述索引节点保存有文件的属性 和存储地址， 所述存储地址指向数据块区存放该文件的数据块。
2、 根据权利要求 1所述的文件系统， 其特征在于：
所述超级块区包括： 作为目录检索入口的目录超级块。
3、 根据权利要求 2所述的文件系统， 其特征在于：
所述超级块区还包括： 作为关键字检索入口的关键字超级块， 作为大 小检索入口的大小超级块， 作为修改时间检索入口的时间超级块， 以及作 为用户检索入口的用户超级块中的一个或者多个超级块。
4、 根据权利要求 3所述的文件系统， 其特征在于： 括： 对应于关键字超级块的关键字索引项列表， 对应于大小超级块的大小 索引项列表， 对应于时间超级块的时间索引项列表， 以及对应于用户超级 块的用户索引项列表中的一个或多个属性索引项列表。
5、 一种文件系统中检索文件的装置， 其特征在于， 所述文件系统为权 利要求 1至 4中任一所述的文件系统， 所述装置包括：
接收单元， 用于接收文件检索请求， 所述文件检索请求包含请求检索 文件的属性；
匹配单元， 用于根据所述文件检索请求包含的请求检索文件的属性确 定相应的超级块， 将所述请求检索文件的属性与所述超级块对应的属性索 引项列表进行匹配， 获得对应的索引节点编号；
获取单元， 用于从所述索引节点编号表示的索引节点中获取所述请求 检索文件的各种属性和存储地址， 从所述存储地址表示的数据块中获取所 述请求检索文件的内容。
6、 一种文件系统中写入文件的装置， 其特征在于， 所述文件系统为权 利要求 1至 4中任一所述的文件系统， 所述装置包括：
接收单元， 用于接收文件写入请求； 建立请求写入文件的目录索引项， 所述目录索引项包括所述请求写入文件 的目录与索引节点编号的对应关系；
写入单元， 用于将请求写入文件的属性写入所述索引节点编号表示的 索引节点中， 将请求写入文件的内容写入所述索引节点指向的数据块中； 第二建立单元， 用于通过对应于目录以外其它属性的属性超级块在相 应的属性索引项列表中建立请求写入文件的各个属性索引项。
7、 一种文件系统中修改及删除文件的装置， 其特征在于， 所述文件系 统为权利要求 1至 4中任一所述的文件系统， 所述装置包括：
接收单元， 用于接收文件修改请求或文件删除请求；
第一修改单元， 用于根据所述文件修改请求或文件删除请求修改或删 除该文件对应的索引节点；
第二修改单元， 用于通过对应于该文件的各个属性的超级块在各个属 性索引项列表中修改或删除所述文件的各个属性索引项。
8、 一种文件系统中检索文件的方法， 其特征在于， 所述文件系统为权 利要求 1至 4中任一所述的文件系统， 所述方法包括：
接收文件检索请求， 所述文件检索请求包含请求检索文件的一种属性； 根据所述文件检索请求包含的请求检索文件的属性确定相应的超级 块， 将所述请求检索文件的属性与所述超级块对应的属性索引项列表进行 匹配， 获得对应的索引节点编号；
从所述索引节点编号表示的索引节点中获取所述请求检索文件的各种 属性和存储地址， 从所述存储地址表示的数据块中获取所述请求检索文件 的内容。
9、 一种文件系统中写入文件的方法， 其特征在于， 所述文件系统为权 利要求 2至 4中任一所述的文件系统， 所述方法包括： 接收文件写入请求； 目录索引项， 所述目录索引项包括所述请求写入文件的目录与索引节点编 号的对应关系；
将请求写入文件的属性写入所述索引节点编号表示的索引节点中， 将 请求写入文件的内容写入所述索引节点指向的数据块中；
通过对应于目录以外其它属性的属性超级块在相应的属性索引项列表 中建立请求写入文件的各个属性索引项。
10、 一种文件系统中修改或删除文件的方法， 其特征在于， 所述文件 系统为权利要求 1至 4中任一所述的文件系统， 所述方法包括：
接收文件修改请求或文件删除请求；
根据所述文件修改请求或文件删除请求修改或删除该文件对应的索引 节点？
通过对应于该文件的各个属性的超级块在各个属性索引项列表中修改 或删除所述文件的各个索引项。
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| CN102184211A (zh) | 2011-09-14 |
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| NENP | Non-entry into the national phase |
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