1 Introduction:

The current state of the art in file-system crash consistency as follews.

At one extreme is a lazy, optimistic approach that writes blocks to disks in any order;

At the other extreme are eager, pessimistic approaches that carefully order disk writes;

2 Background

File system consistency: Metadata/Data/Version

Teches for consistency: File system check/Journaling/Soft updates(检查内存元数据块之间的依赖关系，然后顺序地写入到磁盘)/Copy-on-write

3 Design

里面解释了什么是数据的consistency 觉得挺有道理的：Data consistency provides the guarantee that all the data accessed by a file belongs to that file; it may not be garbage data or belong to another file.

文章的idea 之一就是Backpointers ，就是在所有的目录和文件的后面添加一个指向父节点的指针（这点代价我看来是很小的，因为每次文件、目录访问都是要访问其父节点才会访问孩子节点）。通过其来进行一致性验证，文中提到了：This checking happens both at the file level and the data block level.这里能够进行块一级的校验有点不明白，为什么块一级也可以呢，这个backpointers 不是只在文件一级的么？

还有一个idea 是non-persistent allocation structures。

4 Implementation

Backpointer 有三种： Block backpointer{inode, block offset}数据块回溯到所在的inode 的指针，Directory backpointer{directory block backpointer}目录块回溯到所在inode，Backlinks{parent inode}当前inode 回溯到之前的父inode 。（注：这里我有个小疑问，Directory backpointer 实际上就是当前目录的指针，这个在原有的文件系统中不是就有么，用一个黑点’.’代替的么？）。

接下来就讲了在create ，read ，write 等操作的时候这些指针的变化，以及在crash 的时候如何使用backpointer 进行恢复。

Non-persistent allocation structure 是ext2 中bitmaps 和组描述符的替代，不同的是它不在硬盘上持久化存储，而是启动的时候根据backpointers 生成的。（这点和hdfs 以及很多分布式文件系统的元数据管理很类似，1.hdfs 中文件->块的映射是开机时产生的，所以和本文NoFS 同样有冷启动问题。2.hdfs 中目录树结构永久性存储在硬盘上fsImage，但是开机会加载到内存）。

文中提到了，元数据（inode）和数据的扫描都是顺序扫描而不是按目录结构，这样就速度更快。

5 Evaluation评估

这部分分为可靠性测试和性能测试，可靠性测试使用了伪磁盘驱动器进行了错误注入，并查看NoFS 和ext2 文件系统的检测和纠错机制；性能测试比对了NoFS 和ext2、ext3 读写和IOPS 等性能（感觉性能测试接近于ext2 是因为作者就是根据ext2 来改的，做的唯一冗余就是添加了backpointer ，所以结果略差接近于ext2 也是显而易见的，这点感觉是想说明在性能没有损失的前提下可靠性强）。后面关于scan 性能的没怎么看。

6 Discusion

ext2 没有提供强数据一致性，ext3 通过日志记录保证数据一致性，NoFS 提供了强一致性且没有数据上的冗余，性能上也优于ext3 ，唯一的问题就是启动问题。