为了支持 DCE DFS（分布式计算环境分布式文件系统），JFS 将磁盘空间分配池（称为聚集）的概念, 与可安装的文件系统子树（称为文件集）的概念分开。每个分区只有一个聚集；每个聚集可能有多个文件集。在第一个发行版中，JFS 仅支持每个聚集一个文件集；但是，所有元数据都已设计成适用于所有情况。

如图3所示，聚集开始部分是32K的保留区，紧随其后的是聚集主超级块。超级块包含聚集的信息，例如：聚集的大小、分配组的大小、聚集块的尺寸等等。超级块位于固定位置，这使得 JFS 不依赖任何其它信息，就能够找到它们。在聚集中还有一个重要的结构是聚集索引结点表（Aggregate Inode Table）以及用于其映射的聚集索引结点分配映射表（Aggregate Inode Allocation Map）。AIT表中的inode 0 保留，inode 1 描述聚集本身，inode 2 描述聚集块映射表（block map）， inode 3 描述安装时的内嵌日志，inode 4 描述在聚集格式化期间发现的坏块，保留inode 5 到 15 以备将来扩展。 从inode 16 开始，每个inode代表一个文件集。文件集中也有索引结点表以及用于其映射的索引结点分配映射表，文件集中的inode 描述文件集中的每一个文件。

JFS 使用基于盘区的寻址结构，连同主动的块分配策略，产生紧凑、高效、可伸缩的结构，以将文件中的逻辑偏移量映射成磁盘上的物理地址。盘区是象一个单元那样分配给文件的相连块序列，可用一个由 <逻辑偏移量，长度，物理地址> 组成的三元组来描述。寻址结构是一棵 B+ 树，该树由盘区描述符（上面提到的三元组）填充，根在 inode 中，键为文件中的逻辑偏移量。

JFS 按需为磁盘 inode 动态地分配空间，同时释放不再需要的空间。这一支持避开了在文件系统创建期间，为磁盘 inode 保留固定数量空间的传统方法，因此用户不再需要估计文件系统包含的文件和目录最大数目。另外，这一支持使磁盘 inode 与固定磁盘位置分离。

JFS 提供两种不同的目录组织。第一种组织用于小目录，并且在目录的 inode 内存储目录内容。这就不再需要不同的目录块 I/O，同时也不再需要分配不同的存储器。最多可有 8 个项可直接存储在 inode 中，这些项不包括自己(.)和父(..)目录项，这两个项存储在 inode 中不同的区域内。第二种组织用于较大的目录，用按名字键控的 B+ 树表示每个目录。与传统无序的目录组织比较，它提供更快的目录查找、插入和删除能力。

六、性能测试

6.1 测试环境

6.2测试工具

所用的测试工具是Postmark和Bonnie++。Postmark主要用于测试文件系统在邮件系统或电子商务系统中性能，这类应用的特点是：需要频繁、大量地存取小文件。而Bonnie++主要测试大文件的IO性能。

6.3 测试结果分析

下面将详细分析用上述两种测试工具在各种测试参数配置下的结果。

图 4是PostMark测试小文件的结果，其参数是文件大小50B增至1K, 同一目录下的文件数从5k至20k，事务总数为25k。从图中我们可以看出：

1. 不论是Ext3 还是ReiserFS,在三种日志模式中，写回（writeback）最快，预定（ordered）次之，日志（journal）最慢。

2. 在各种文件系统中，ReiserFS 的写回和预定模式是最快的，且随着文件数的增加事务处理速度下降的也很慢。

3. Ext3在文件数较少时，事务处理速度也比较快，但当文件数超过10k后，速度就比较慢了。

4. XFS和JFS的速度较慢，但随着文件数的增加，速度下降的比较缓慢。

图5是PostMark测试大文件的结果，其参数是文件大小1k至16K,同一目录下的文件数从5k增至20k，事务总数为25k时的测试结果。从图中我们可以看出：

1. 在处理大文件时，当文件数达到15k时，各种文件系统处理能力都较差。

2. 当文件数在小于10k时，ReiserFS的写回、预定模式和EXT3的写回模式性能是比较好的。但这两种文件系统的全日志模式都比较差。

3. XFS文件系统的性能居中，JFS文件系统的性能最差。

图6是Bonnie++对文件大小分别为1G，2G，4G顺序写的性能比较，图7是其CPU的利用率比较。从上述两图中我们可以看出：

1. 除了Ext3和ReiserFS的Journal模式的性能较差外，其他几种模式和XFS、JFS写磁盘的速率相当。

2. 从CPU利用率来看，各种文件系统的CPU利用率都比较低，而且随着数据量的增大CPU的利用率降低。

3. Journal模式的CPU利用率比其他两种模式要低。