مدير تطوير البرمجيات في ويسترن ديجيتال في القائمة البريدية لمطوري Linux kernel، يوجد نظام ملفات جديد يسمى Zonefs، يهدف إلى تبسيط العمل منخفض المستوى مع . يقوم Zonefs بربط كل منطقة على محرك الأقراص بملف منفصل يمكن استخدامه لتخزين البيانات في الوضع الأولي دون التلاعب على مستوى القطاع والكتلة.
Zonefs ليس FS متوافقًا مع POSIX ويقتصر على نطاق ضيق إلى حد ما يسمح للتطبيقات باستخدام واجهة برمجة تطبيقات الملف بدلاً من الوصول مباشرة إلى جهاز الكتلة باستخدام ioctl. تتطلب الملفات المرتبطة بالمنطقة عمليات كتابة متسلسلة تبدأ من نهاية الملف (الكتابة في وضع الإلحاق).
يمكن استخدام الملفات المتوفرة في Zonefs لوضعها أعلى محركات أقراص قاعدة البيانات المخصصة للمنطقة التي تستخدم هياكل التخزين في شكل سجلات LSM (دمج منظم للسجل)، بدءًا من مفهوم ملف واحد - منطقة تخزين واحدة. على سبيل المثال، يتم استخدام هياكل مماثلة في قواعد بيانات RocksDB وLevelDB. يتيح النهج المقترح تقليل تكلفة كود النقل الذي تم تصميمه في الأصل لمعالجة الملفات بدلاً من حظر الأجهزة، فضلاً عن تنظيم العمل منخفض المستوى باستخدام محركات الأقراص المخصصة من التطبيقات بلغات برمجة أخرى غير لغة C.
تحت محركات الأقراص المخصصة الأجهزة على أو ، مساحة التخزين التي يتم تقسيمها إلى مناطق تشكل مجموعات من الكتل أو القطاعات، حيث يُسمح فقط بإضافة البيانات بشكل تسلسلي مع تحديث مجموعة الكتل بأكملها.
على سبيل المثال، يتم استخدام تقسيم المناطق في الأجهزة ذات التسجيل المغناطيسي المتجانب (، SMR)، حيث يكون عرض المسار أقل من عرض الرأس المغناطيسي، ويتم التسجيل مع تداخل جزئي للمسار المجاور، أي. تؤدي أي إعادة تسجيل إلى الحاجة إلى إعادة تسجيل مجموعة المسارات بأكملها. أما بالنسبة لمحركات أقراص SSD، فهي مرتبطة في البداية بعمليات كتابة متسلسلة مع مسح أولي للبيانات، لكن هذه العمليات تكون مخفية على مستوى وحدة التحكم وطبقة FTL (طبقة ترجمة الفلاش). لزيادة الكفاءة لأنواع معينة من التحميل، قامت مؤسسة NVMe بتوحيد واجهة ZNS (مساحات الأسماء المخصصة)، والتي تسمح بالوصول المباشر إلى المناطق، متجاوزة طبقة FTL.
في Linux لمحركات الأقراص الثابتة المخصصة للمنطقة منذ kernel 4.10 أجهزة حظر ZBC (SCSI) وZAC (ATA)، وبدءًا من الإصدار 4.13، تمت إضافة الوحدة النمطية المخصصة لـ dm، والتي تمثل محرك الأقراص المخصص كجهاز كتلة عادي، مما يخفي قيود الكتابة المطبقة أثناء التشغيل. على مستوى نظام الملفات، تم بالفعل دمج دعم تقسيم المناطق في نظام الملفات F2FS، وهناك مجموعة من التصحيحات لنظام الملفات Btrfs قيد التطوير، والتي تم تبسيط تكييفها لمحركات الأقراص المخصصة من خلال العمل في CoW (نسخ على -الكتابة) الوضع.
تشغيل Ext4 وXFS عبر محركات الأقراص المخصصة للمنطقة باستخدام منطقة DM. لتبسيط ترجمة أنظمة الملفات، تم اقتراح واجهة ZBD، التي تترجم عمليات الكتابة العشوائية إلى الملفات إلى تدفقات من عمليات الكتابة المتسلسلة.
المصدر: opennet.ru