linux_ws2122/chapters/06-filesystems.tex

% <#>---------------------------------------------------------------------------<#>
\section{Dateisysteme}%
\label{sec:dateisysteme}

Je nach Kernel werden unterschiedliche Dateisysteme unterstützt. Bekannt von
Windows ist Ihnen bestimmt das \acrfull{acr:ntfs}. Linux unterstützt im
Gegensatz zum Windows NT Kernel nicht nur ein oder zwei Dateisysteme sondern
eine große Vielzahl, beispielsweise \acrshort{acr:ext3}, \acrshort{acr:ext4},
\acrshort{acr:btrfs}, \acrshort{acr:eCryptfs}, \acrshort{acr:reiser} oder XFS.

Jedes Dateisystem hat Stärken und Schwächen. Aus diesem Grund werden nicht alle
Dateisysteme detailiert betrachtet, sondern ausschließlich \acrshort{acr:btrfs},
welches für Fedora 33 als Standard Dateisystem angekündigt
ist\footcite{fedora33-btrfs-default} als auch kleinere Dateisysteme, welche
nicht direkt eine physische oder virtuelle Festplatte vorraussetzen.

% #>-------------------------------------------------------------------------<#
\subsection{BtrFS}%
\label{sec:dateisysteme.btrfs}

Das \acrshort{acr:btrfs} Dateisystem ist ein \acrlong{acr:cow} Dateisystem.
\acrshort{acr:cow} bedeutet, dass für Dateien, welche kopiert werden, nicht der
selbe Speicherplatz anfällt. Sie werden stattdessen nur referenziert. Dies hat
den Vorteil, das Speicherplatz eingespart werden kann. Im Umfeld von
systemorierntierten Programmiersprachen wie C, Rust oder Go, kann dies mit dem
Konzept von Pointern verglichen werden. Wobei statt Speicheradressen die
Dateisystemblöcke referenziert werden, welche die Datei im Dateisystem abbilden.

\acrshort{acr:btrfs} bietet mehrere Funktionen an, welche in dem Umfang kein
anderes Dateisystem anbietet. Hier einige Informationen über \acrshort{acr:btrfs}:

\begin{itemize}[itemsep=0pt]
  \item Dynamisch wachsende Inodes
  \item Verwaltung von Subvolumes
  \item Erstellung von Snapshots pro Subvolume
  \item Datenkompression auf Dateisystemebene
  \item Dateisystemcheck und Defragmentierung während des Betriebs
  \item Prüfsummenbasiert
  \item Integrierte \acrshort{acr:raid} option, wobei nur \acrshort{acr:raid} 0
  und 1 als stabil zu betrachten sind
\end{itemize}

% >---------------------------------------------------------------------------<
\subsubsection{Was ist genau BtrFS}%
\label{sec:dateisysteme.btrfs.erklaerung}

Eine \acrshort{acr:btrfs}-Partition stellt eine Volume dar, welches in mehrere
Subvolume unterteilt werden kann. Subvolumes stehen in ihrer Eigenschaft
zwischen Partitionen und Verzeichnissen. Partitionen haben eine feste Größe,
Subvolumes nicht, außer sie werden durch Quotas limitiert. Daher verhalten sich
Subvolumes ähnlich wie Verzeichnisse.

Im Verzeichnisbaum des Systems werden Subvolumes automatisch als Ordner
eingehängt. In Ubuntu-Derivaten und OpenSUSE hat es sich eingebürgert
Top-Level-Subvolumen mit einem vorangestellten \textit{@} zu benennen. Dies ist
eine reine Konvention unter den Nutzern dieser Linux-Derivate und formell nicht
nötig. Subvolumen bedürfen keiner speziellen Nomenklatur. Es ist sogar
hinderlich, da jedes Subvolumen welches anders heißt als wie vom System erwartet
explizit eingehängt werden muss.\footcite{was-ist-btrfs}

\acrshort{acr:btrfs} erlaubt zudem das Erstellen von Snapshots. Snapshots
representieren eine Momentaufnahme eines Subvolumes. Snapshots müssen auf der
selben \acrshort{acr:btrfs} Partition gespeichert werden wie das Subvolume.
Enthält ein Subvolume einen Snapshot, enthält der Snapshot nicht rekursiv alle
Snapshots, welche zum Zeitpunkt der Erstellung vorhanden waren. Da Snapshots
Momentaufnahmen sind, können diese sehr leicht zurück gespielt werden. Hier ist
allerdings zu beachten, dass ein Snapshot kein Backup im eigentlichen Sinne ist.
Backups werden auf physisch getrennte Geräte gespeichert, was bei Snapshots
nicht der Fall ist.

Dateien und Verzeichnisse, welche durch einen Snapshot kopiert werden, belegen
nicht zusätzlichen Speicherplatz. Sie werden nur von ein oder mehreren Quellen
referenziert. Folgende Abbildung beschreibt den Prozess und die Referenzierung:

\begin{figure}[H]
  \centering
  \includegraphics[width=1\textwidth]{img/btrfs-cow.png}
  \caption{Referenzierung von Speicherblöcken}%
  \label{fig:dateisysteme.btrfs.referenzierung-von-speicherbloecken}
\end{figure}

Erst wenn alle Referenzen gelöscht sind können die Dateisystemblöcke
überschrieben werden.

% >---------------------------------------------------------------------------<
\subsubsection{Step-By-Step}%
\label{sec:dateisysteme.btrfs.step-by-step}

Mit dem Befehl \textit{mkfs.btrfs} kann eine \acrshort{acr:btrfs} Dateisystem
auf einer leeren Partition erstellt werden. Mit dem Befehl \textit{parted} oder
\textit{fdisk} lassen sich Partitionen einer Festplatte bearbeiten,
beispielsweise um neue zu erstellen, zu löschen oder deren Größe anzupassen.

Bei der Erstellung eines \acrshort{acr:btrfs} Dateisystems wird zwischen Daten
und Metadaten unterschieden. Bei Daten handelt es um die Daten welche auf der
Festplatte gespeichert werden. Metadaten enthalten dagegen Informationen, welche
Datei durch welches Subvolume oder Snapshot referenziert wird. Für beide
Informationsträgertypen kann zwischen mehreren Profilen unterschieden werden. Es
können Beispielsweise die Daten auf einem \acrshort{acr:raid}-0 und die
Metadaten auf einem \acrshort{acr:raid}-1 gespeichert werden. Je nach
Einsatzszenario kann ein vordefiniertes Profil bei der Erstellung verwendet
werden. Das verwendete Profil lässt sich nachträglich nicht mehr ändern.

Neben den Profilen lassen sich auch weitere Informationen für die
\acrshort{acr:btrfs} Partition definieren. Beispielsweise das Label oder die
UUID.

\begin{itemize}[label={},itemsep=0pt]
  \item \textbf{Aufgabe 1a:} Binden Sie über ihren HyperVisor (HyperV,
  \acrshort{acr:kvm} oder Virtual Box) zwei neue virtuelle Festplatten an ihre
  VM. Beide virtuelle Festplatten sollen eine Größe von 5GB besitzen. Starten
  Sie, nachdem Sie die virtuellen Festplatten der VM zugewiesen haben, die
  Virtuelle Maschine und überprüfen Sie mit \textit{lsblk} (list block devices),
  ob beide virtuelle Festplatten durch ihre VM erkannt wurden.
  \item \textbf{Aufgabe 1b:} Welche unterschiedlichen Profile werden von dem
  \acrshort{acr:btrfs} Dateisystem unterstützt?
  \item \textbf{Aufgabe 1c:} Erstellen Sie eine neue Partition mit dem
  Partitionsschema \textit{msdos}. Nutzen Sie zur Partitionierung entweder
  \textit{parted} oder \textit{fdisk}.
  \item \textbf{Aufgabe 1d:} Richten Sie ein neues \acrshort{acr:btrfs}
  Dateisystem ein. Verwenden Sie dazu die beiden virtuellen Festplatten. Die
  Daten als auch Metadaten sollen als \acrshort{acr:raid}-1 vor einem
  Festplattenausfall geschützt werden. Verwenden Sie als Label
  \textit{btrfs-raid-1}.
\end{itemize}

Physische als auch virtuelle Geräte können an unterschiedlichen Stellen im
Verzeichnisbaum eingebunden werden. Zum Einbinden eines Gerätes in den
Verzeichnisbaum wird der Befehl \textit{mount} verwendet. Die allgemeine Syntax
lautet:

\begin{bashcode}
$ mount [-t <typ>, -o <option>] <dev> <mountpoint>

# Beispiel, um die Partition vdb1 der virtuellen Festplatte /dev/vdb nach /mnt/vbd1 zu "mounten".
$ mount /dev/vdb1 /mnt/vdb1
\end{bashcode}

Weitere Informationen zum Einbinden von Geräten finden Sie in der Dokumentation:
\textit{man mount}.

\begin{itemize}[label={},itemsep=0pt]
  \item \textbf{Aufgabe 2a:} Erstellen Sie das Verzeichnis \textit{/mnt/btrfs}.
  \item \textbf{Aufgabe 2b:} Ermitteln Sie, was die Optionen \textit{rw},
  \textit{noatime}, \textit{compress}, \textit{ssd}, \textit{space\_cache} und
  \textit{subvol} bedeutet, welche beim Einbinden eines \acrshort{acr:btrfs}
  Dateisystems verwendet werden können.
  \item \textbf{Aufgabe 2c:} Binden Sie das \acrshort{acr:btrfs}
  \acrshort{acr:raid} Dateisystem unter \textit{/mnt/btrfs} ein. Entscheiden Sie
  selbst, welche Optionen für Sie relevant sind.
\end{itemize}

Nach einem Neustart des Systems ist das \acrshort{acr:btrfs} Dateisystem nicht
mehr eingebunden. Sie müssen das Einbinden des Dateisystems per \textit{mount}
wiederholen oder einen Eintrag in die Datei \textit{/etc/fstab} vornehmen. Dazu
ermitteln Sie am besten per \textit{blkid} die UUID ihrer btrfs-raid Partition
und verweden diese in der \textit{fstab}, um die Partition automatisch nach
einem Neustart einzubinden. Weitere Informationen finden Sie unter folgendem
\href{https://wiki.archlinux.de/title/Fstab}{Link}.

Wie bereits in Kapitel \ref{sec:dateisysteme.btrfs.erklaerung} beschrieben
untersützt das \acrshort{acr:btrfs} Dateisystem Subvolumes. Auf dem kürzlich
erstellten \acrshort{acr:btrfs} \acrshort{acr:raid} Dateisystem sollen zukünftig
Bilder, Musiktitel, Podcasts und Videos gespeichert werden.

\begin{itemize}[label={},itemsep=0pt]
  \item \textbf{Aufgabe 3a:} Erstellen Sie für die Bilder, Musiktitel, Podcasts
  und Videos ein Subvolume auf dem neuen \acrshort{acr:btrfs}
  \acrshort{acr:raid} Dateisystem.
  \item \textbf{Aufgabe 3b}: Überprüfen Sie, ob die Subvolumes erkannt wurden.
  \item \textbf{Aufgabe 3c:} Löschen Sie das Subvolume Podcasts.
  \item \textbf{Aufgabe 3d:} Erstellen Sie unterhalb der verbleibenden
  Subvolumes das Verzeichnis \textit{.snapshots}.
\end{itemize}

Nachdem Sie nun die drei Subvolumes mit dem Unterverzeichnis \textit{.snapshots}
erstellt haben kommen wir an den Punkt Snapshots zu erstellen. Snapshots sind
Grundsätzlich nichts anderes als Subvolumes. Sie referenzieren auf die gleichen
Dateien, welches sich zum Zeitpunkt des Snapshots im Subvolume befanden. Die
Dateien innerhalb eines Snapshots lassen sich bearbeiten und modifizieren ohne
dabei die Dateien innerhalb des Subvolumes zu beeinträchtigen. Dies ist jedoch
nicht immer gewünscht, da dadurch ein Snapshot nicht mehr der Momentaufnahme
entspricht. Aus diesem Grund kann das nachträgliche Editieren von Dateien
innerhalb eines Snapshots unterbunden werden.

\begin{itemize}[label={},itemsep=0pt]
  \item \textbf{Aufgabe 4a:} Erstellen Sie einen \textit{read-only} Snapshot von
  jedem Subvolume, um ein nachträgliches Editieren von Dateien in den Snapshots
  zu unterbinden. Speichern Sie den Snapshot in das Verzeichnis
  \textit{.snapshots} des jeweiligen Subvolumes mit dem Namensschema
  \textit{$<nameSubvolume>.<jahr><monat><tag>T<stunde><minute>$} ab.
  \item \textbf{Aufgabe 4b:} Überprüfen Sie, ob die Snapshots als Subvolumes
  erkannt wurden.
  \item \textbf{Aufgabe 4c:} Löschen Sie das Subvolume von dem Sie einen
  Snapshot erstellt haben.
  \item \textbf{Aufgabe 4d:} Stellen Sie mithilfe des Snapshots das Subvolume
  wieder her.
\end{itemize}

Nun, ein Snapshot ist kein Backup. Ein Backup ist die Sicherung eines Zustands
auf einem anderen physischen Gerät, beispielsweise einer zweiten angeschlossenen
Festplatte oder einem entfernten System. Um ein Backup zu erstellen enthält das
Programm \textit{btrfs} den Unterbefehl \textit{send}. Damit kann ein Snapshot
in eine Datei exportiert werden. Neben dem Unterkommando \textit{send} enthält
es unter anderem auch das Unterkommando \textit{receive}, um Snapshots aus einer
Datei zu importieren.

\begin{itemize}[label={},itemsep=0pt]
  \item \textbf{Aufgabe 5a:} Exportieren Sie einen kürzlich erstellten Snapshot
  per \textit{btrfs send} in eine Datei.
  \item \textbf{Aufgabe 5b:} Löschen Sie den Snapshot.
  \item \textbf{Aufgabe 5c:} Stellen Sie den gesicherten Snapshot aus der Datei
  wieder her.
  \item \textbf{Aufgabe 5d:} Kopieren Sie per \textit{scp} von dem SSH-Server
  der Hochschule die Datei
  \textit{/dozenten/peschm/linux\_ws2021/videos.20201027T223646.snapshot} in
  ihre VM. Spielen Sie den Snapshot unter dem Subvolume \textit{videos} wieder
  ein. Schauen Sie sich das darin enthaltene Video an ;) Eventuell muss das
  Video auf ein anderes System kopiert werden, da ihre VM keinen Mediaplayer
  besitzt.
\end{itemize}

Die Snapshots können nun durch ein Skript erstellt und gelöscht werden, als auch
das letzte Backup auf ein entferntes System oder eine zweite Festplatte
exportiert werden. Doch warum sollte man sich die Arbeit machen solch ein Skript
zu erstellen, wenn andere bereits ein Program daraus gemacht haben.

Mit dem Programm \textit{btrbk} können Snapshots und Backups je nach Szenario
verwaltet werden. Der Quellcode des Programms ist auf
\href{https://github.com/digint/btrbk}{github.com} verfügbar, dort sind neben
den Konfigurationsoptionen auch mögliche Szenarien, welche das Programm abdeckt,
beschrieben.

\begin{itemize}[label={},itemsep=0pt]
  \item \textbf{Aufgabe 6a:} Installieren Sie das Programm \textit{btrbk} mit
  \textit{yum}.
  \item \textbf{Aufgabe 6b:} Informieren Sie sich über die \textit{README.md}
  Datei, welche möglichen Szenarien durch \textit{btrbk} abgedeckt werden.
  \item \textbf{Aufgabe 6c:} Konfigurieren Sie \textit{btrbk}, dass von den
  Subvolumes Bilder, Musiktitel und Videos stündlich ein Snapshot in das
  jeweilige \textit{.snapshots} Verzeichnis erstellt wird. Eine
  Beispielkonfiguration liegt unter \textit{/etc/btrbk}. Weitere Informationen
  finden Sie in der ausführlich dokumentierten
  \href{https://digint.ch/btrbk/doc/archive/}{Dokumentation}.
  \item \textbf{Aufgabe 6d:} Passen Sie die Konfiguration so an, dass die
  Snapshots der folgenden Ausbewahrungsrichtlinie entspricht. Die letzen 24
  stündliche, 14 tägliche, 4 wöchentliche, 12 monatliche und jährliche Snapshots
  sollen behalten werden, um dem Großvater-Vater-Kind Prinzip zu entsprechen.
  \item \textbf{Aufgabe 6e:} Passen Sie ggfl. das Namensschema der Snapshots an,
  sodass es dem Namensschema von Aufgabe 4a entspricht.
  \item \textbf{Aufgabe 6f:} Starten Sie \textit{btrbk} per \textit{btrbk run -c
  /etc/btrbk/btrbk.conf run} und überprüfen Sie in der Ausgabe als auch im
  Dateisystem, ob die Snapshots erstellt wurden.
\end{itemize}

% #>-------------------------------------------------------------------------<#
\subsection{overlayfs}%
\label{sec:dateisysteme.overlayfs}

Overlayfs ermöglicht die Überlagerung eines Verzeichnisbaums mit einem anderen
Verzeichnisbaum. Alle Änderungen gehen in die höhere beschreibbare Ebene.
Dadurch können mehrere Verzeichnisbäume basieren auf unterschiedlichen und
wiederverwendbaren Ebenen abgebildet werden. Diese Art von Mechanismus wird
vorwiegend für Container Applikationen verwendet. Es gibt jedoch auch eine
Vielzahl anderer Verwendungsmöglichkeiten.

Um overlayfs anhand eines Beispiels einfacher zu erklären betrachten wir den
Entwicklungsprozess einer Applikation mit allen notwendigen Dateien. Notwendig
für die Ausführung der Applikation ist die Binärdatei (das eigentliche
Programm), die Konfigurationsdateien, das Logverzeichnis und die systemd unit
Dateien, welche beschreiben wie das Programm unter einem systemd basierenden
System gestartet werden soll. Optional können noch Plugins bereitgestellt
werden.

Alle Dateien bzw. Plugins werden im Entwicklungsprozess in einem eigenen
Verzeichnisbaum gespeichert. Jeder Verzeichnisbaum wird durch eine Ebene
repräsentiert. Dies entspricht einem modularem Aufbau, da die Verzeichnisbäume
individuell wiederverwendet oder ausgetauscht werden können.

Die folgende Abbildung beschreibt den modularen Aufbau der Applikation mit allen
notwendigen Ebenen. Jede Ebene (layer) wird lesend über die vorherige Ebene
überlagert. Links befindet sich die Applikation ohne Plugins, rechts mit
Plugins, welche zusätzlich als seperate Ebene abgebildet sind und nicht
verändert werden können. Die horizontale Linie markiert den Punkt, ab wann
unterschiedliche Ebenen verwendet werden. Die oberste Ebene (workspace) ist
beschreibbar, um Konfigurationsdateien anzupassen oder damit das Programm
Logeinträge in die Logdateien schreiben kann.

\begin{figure}[H]
  \centering
  \includegraphics[width=0.55\textwidth]{img/overlayfs.png}
  \caption{Aufbau eines OverlayFS mit mehreren wiederverwendeten Ebenen}%
  \label{fig:dateisysteme.overlayfs.aufbau-mit-mehreren-ebenen}
\end{figure}

\begin{itemize}[label={},itemsep=0pt]
  \item \textbf{Aufgabe 7a:} Erstellen Sie folgendes Arbeitsverzeichnis und
  wechseln die dort hinein: \textit{/root/workspace/overlayfs}.
  \item \textbf{Aufgabe 7b:} Erstellen Sie folgende Dateien und Verzeichnisse
  unterhalb ihres Arbeitsverzeichnisses:

  \begin{itemize}[label={},itemsep=0pt]
    \item \textbf{Aufgabe 7b$_1$:} Die \glqq{}Binärdatei\grqq{}:\\
    \textit{./lower\_0/usr/bin/mybin}.
    \item \textbf{Aufgabe 7b$_2$:} Die globale Konfigurationsdatei:\\
    \textit{./lower\_1/etc/mybin/config.json}.
    \item \textbf{Aufgabe 7b$_3$:} Die Logdatei:\\
    \textit{./lower\_2/var/log/mybin/info.log}
    \item \textbf{Aufgabe 7b$_4$:} Die systemd unit Dateien:\\
    \textit{./lower\_3/usr/lib/systemd/system/mybin.service}
    \item \textbf{Aufgabe 7b$_5$:} Die Konfigurationsdatei für das sqlite Plugin:\\
    \textit{./lower\_4/etc/mybin/conf.d/sqlite.config}
    \item \textbf{Aufgabe 7b$_6$:} Die Konfigurationsdatei für das postgresql
    Plugin:\\
    \textit{./lower\_5/etc/mybin/conf.d/postgresql.config}
  \end{itemize}
\end{itemize}

Um mehrere Verzeichnisbäume überlagernd einzubinden ist folgende allgemeine
Syntax notwendig:

\begin{bashcode}
$ mount -t overlay -o lowerdir=<path_lowerdir1>:<path_lowerdir2>:... ,upperdir=<path>,workdir=<path> overlayfs <path>
\end{bashcode}

Das Flag \textit{-t} gibt den Typ an. Mit dem Flag \textit{-o} werden Optionen
definiert. Der Option lowerdir kann eine Liste von Pfaden übergeben werden,
gerennt durch einen Doppelpunkt, um zu defineren welche Verzeichnisbäume
überlagert werden sollen. Dabei ist die Reihenfolge zu beachten. Upperdir
entspricht dem workspace der Abbildung, sprich das spätere beschreibbare
Verzeichnis. Als workdir muss der Pfad zu einem leeren Verzeichnis angegeben
werden, indem der Prozess für den Überlagerungsvorgang Dateien zwischenspeichern
kann. Das zweite Argument entspricht dem Pfad im Dateisystem, andem der
überlagerte Verzeichnisbaum eingebunden werden soll.

\begin{itemize}[label={},itemsep=0pt]
  \item \textbf{Aufgabe 7c:} Binden Sie mithilfe des \textit{mount} Befehls das
  OverlayFS Dateisystem bestehend aus allen notwendigen Ebenen unter
  \textit{./application} und \textit{./application\_plugins} ein, um einmal den
  notwendigen Verzeichnisbaum für die Applikation mit und ohne Plugin ab zu
  bilden. Vergewissern Sie sich, dass alle notwendigen Verzeichnisse vorhanden
  sind. Verwenden Sie die unterschiedlichen Verzeichnisbäume bzw. Ebenen wieder.
  \item \textbf{Aufgabe 7d:} Erstellen Sie unter \textit{./application} das
  Verzeichnis \textit{hello-world}. Überprüfen Sie, ob das Verzeichnis in einer
  der Ebenen, welche als lesende Verzeichnisbäume eingebunden wurden, erstellt
  wurde.
  \item \textbf{Aufgabe 7e:} Löschen Sie unter \textit{./application\_plugins}
  die plugin Konfigurationsdateien. Überprüfen Sie anschließend ob in der
  entsprechenden Ebene ebenfalls die Konfigurationsdatei gelöscht wurde. Diese
  dürfte nach dem Konzept nicht gelöscht worden sein.
\end{itemize}

Dateisysteme von Container Applikationen sind genau nach diesem Konzept
aufgebaut. Die Stärke liegt jedoch nicht nur in dem modularen Dateisystemaufbau
oder der Isolierung von Ressourcen - sprich CPU, \acrshort{acr:ram}, Storage,
ect., sondern auch darin, dass die Ebenen sich leicht von einem System auf ein
anderes übertragen lassen. Man spricht bei diesem Abschnitt in der Entwicklung
einer Applikation von Deployment. Dabei gilt, dass die beste Software die
schlechteste sein kann, wenn der Anwender nicht in der Lage ist, sie ohne große
Umstände installieren oder ausführen zu können.

Container Runtimes wie containerd, crio oder runc bemächtigen sich der Funktion
Subvolumes des darunter liegenden BtrFS Dateisystems zu importieren bzw.
exportieren, da dadurch Verzeichnisbäume einfach von einem System auf ein
anderes kopiert werden können. Ebenen bzw. Layer werden dann als eigenständiges
Subvolume betrachtet.

Finden Container Runtimes auf dem System kein BtrFS Dateisystem vor, werden die
Verzeichnisbäume unterhalb eines Verzeichnisses im Dateisystem gespeichert.
Ähnlich wie es bei der Übung veranschaulicht wurde. Dies hat jedoch den
Nachteil, dass identische Dateien, welche in mehreren Ebenen bzw. Layern
wiederverwendet werden zusätzlichen Speicherplatz auf der Festplatte
verbrauchen.

% #>-------------------------------------------------------------------------<#
\subsection{tmpfs}%
\label{sec:dateisysteme.tmpfs}

\textit{tmpfs} ist ein Dateisystem im \acrshort{acr:ram}. Es wird gerne
verwendet, wenn große IO Operationen stattfinden oder das Dateisystem nur
während der Laufzeit des Systems benötigt wird.

Da dieses Dateisystem sich im \acrshort{acr:ram} befindet, sind sehr schnelle
Zugriffszeiten keine Seltenheit mehr. Bei einfachen Rechnern mit DDR4 kann man
schon mit 10GiB/Sekunde rechnen. Typischer Anwendungsfall ist, wenn ein Programm
durch einen Kompiler kompiliert wird und der Vorgang hohe I/O Operationen auf der
Festplatte verursacht. Hinsichtlich der verbauten Festplatte wird gerade dadurch
die Lebenszeit erheblich erhöht.

Mit dem folgenden Befehl wird ein neues Dateisystem mit einer Größe von 512MB im
\acrshort{acr:ram} erstellt. Dieses wird anschließend nach \textit{/mnt/tmpfs}
eingebunden. Mit dem Befehl \textit{findmnt} können die Optionen des
\textit{tmpfs} Dateisystems überprüft werden.

\begin{bashcode}
$ mkdir --parent /mnt/tmpfs
$ mount -t tmpfs -o rw,relatime,size=512M tmpfs /mnt/tmpfs
$ findmnt /mnt/tmpfs
TARGET     SOURCE FSTYPE OPTIONS
/mnt/tmpfs tmpfs  tmpfs  rw,relatime,seclabel,size=524288k
\end{bashcode}

Dateien und Verzeichnisse, welche sich in einem tmpfs Dateisystem befinden sind
nach einem Neustart des Systems verloren. Sie sind nicht wiederherstellbar.