如何理解ext2文件系統中的xattr

本篇內容介紹了“如何理解ext2文件系統中的xattr”的有關知識，在實際案例的操作過程中，不少人都會遇到這樣的困境，接下來就讓小編帶領大家學習一下如何處理這些情況吧！希望大家仔細閱讀，能夠學有所成！

§ 0x01 背景

文件系統支持一特性就是擴展性，給一個文件(inode)添加各種屬性。對于ext2文件系統來說，xattr(extend attribution)是它支持的為數不多的現代文件系統的特征之一。

那么為什么需要這個特性呢？這要從文件系統的元數據和數據的區別說起。xattr屬于元數據，元數據一般是固定的，但一些場景下它也要提供一定的擴展性，而xattr就是為元數據的擴展性而存在的。下面扯下我對元數據和數據的理解，分析下為什么需要元數據。

1.1 文件的元數據與數據

我們知道文件的數據分為兩類：元數據（meta data）和數據(data)。元數據是用來控制用戶對數據的操作的。這也符合k8s中通過對象控制對象的程序范式。

1. 數據：記錄真正對用戶有意義的信息。如：文件中的內容；文件名。

2. 元數據：輔助完成數據存取。如：文件的創建、修改時間，文件的權限。

一般來說元數據不需要用戶主動感知，比如文件創建時，對應的時間信息由文件系統自動寫入。但必需以不同的方式提供它的訪問。如果和常規數據放一起了，如下：

filename: hello.txt
modify_time: 2021-3-7 20:00:00
regular_data:
hello world

這種方式可行嗎？當然可行了。只是你無法控制用戶是否會誤操作，把對應的元數據改掉了；模塊化編程的原則之一最小接口原則，在這里也適用，單獨的接口修改，對比直接的修改來說，接口的能力（自由度）下降了，系統對用戶的約束增強了，可以避免用戶對數據的亂修改。
另外一個問題是，元數據的變更是穩定的，即使你頻繁地讀寫一個文件，這個文件的元數據需要修改的只是對應的訪問時間戳和修改時間戳。沒有分開的情況下，元數據整體被頻繁的讀出，寫入，這對系統來說是無意義的消耗，更別說在那個計算能力不足的年代背景下了。

通過以下分析，我們知道元數據需要單獨存儲。單獨存儲就需要單獨的接口，因為普通文件的讀寫接口權限過大。但一方面，對一個文件來說，通過的讀寫接口不能滿足對元數據修改的需求，需要提供其他系統接口。Linux下就是用ioctl系統調用實現對元數據的修改的。

§ 0x02 ext2的xattr實驗

主要setfattr和getfattr。通過查看ext2代碼才知道，它支持三種類型的attr。通過不同的命名前綴區分。

1. security.xxx: 目前是selinux在用；

2. user.xxx: 普通用戶也可以使用；

3. trusted.xxx: 只有超級用戶可以使用，可以用來在用戶空間實現一些特性。

示例：

1. 為test文件增加一個屬性。

setfattr -n user.word -v "hello world" test

getfattr -n user.word hello
# file: hello
user.word="hello world"

§ 0x03 xattr的用途

1. 目前了解的是ceph演進過程中，曾經用xattr來保存底層的一些信息；

2. 安全審計相關的應用會用到security attr；

3. attr同樣也支持給目錄增加屬性，可能某些場景下可以用到，暫時沒有想到。

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