På listen over udviklere af Linux-kernen er der offentliggjort patches for filsystemet BeamFS, som bruger Reed-Solomon kodning til at identificere og genoprette beskadigede data på stedet i konfigurationer med én lagringsenhed. De primære anvendelsesområder for BeamFS inkluderer computerne ombord på satellitter, udstyr i strålebehandlingsrum og andre systemer, der opererer under højere stråling, hvor det er mere kritisk at genskabe beskadigede data end at kunne læse informationen.
Som standard kan BeamFS genskabe op til 8 tabte bytes i hver 255-byte blok med en overhead på 7% (288 bytes fejlkorrigeringskoder for hver 4096 bytes gemte data). Fejlkorrigeringskoder anvendes ikke kun på data, men også på metadata i superblokke, inode, katalogindekser og bitmaps. Integritetskontrol og forsøg på at genskabe manglende data udføres ved hver læseoperation. Hvis informationen ikke kan garanteres at være korrekt, afsluttes operationen med fejlen "-EIO", hvilket udelukker skjult returnering af beskadigede data.
Eksperimenter har vist, at ved bestråling af i.MX 8M Plus-kortet med Linux og filsystemet ext4 med protoner med energier fra 20 til 58 MeV, opstod 90% af alle fejl på niveauet af filsystemet og lagerenhedens drivere. Der blev også udført simuleringer af enkeltstående bitfejl ved læsning fra mediet: BeamFS og Btrfs identificerede støt beskadigede data og returnerede altid en fejl, mens ext4 og ext3 tavst returnerede beskadigede data.
BeamFS sikrer integritet og genoprettelse kun fra læsningen fra den fysiske lagringsenhed til overførslen til sidecache i RAM. Integriteten af opbevaringen i RAM kan opretholdes ved hjælp af hukommelseschips med fejlkorrigering.
Blandt begrænsningerne ved BeamFS bemærkes manglende støtte til journaling og Copy-on-Write (CoW) - metadata skrives uordentligt til lagringsenheden, så en fuld kontrol med fsck er nødvendig i tilfælde af en usædvanlig nedlukning.
Udover BeamFS er der for nylig blevet foreslået endnu to filsystemer til Linux-kernen:
- På den for nylig afholdte Linux Plumbers Conference 2026 præsenterede en ingeniør fra Huawei (video, slides) filsystemet XMFS (cross-node eXpress Memory File System) til Linux-kernen, designet til brug i klynger med delt RAM til alle noder (ligesom tmpfs, men for hukommelsen til alle noder). XMFS giver mulighed for at bruge det standard POSIX-filinterface til at arbejde med ekstern hukommelse, adresseret direkte ved hjælp af teknologier som CXL 3.0 (Compute Express Link) og Huawei United Bus. Projektet er i en eksperimentel prototypefase og gennemgår intern testning og er endnu ikke klar til integration i kernen.
Filsystemet har en klassisk arkitektur for distribuerede filsystemer med tildeling server, som står for journalisering, vedligeholdelse af inode-tabeller og kortlægning af indhold og metadata til hukommelsen på de enkelte noder.
Ved test af brugen af XMFS til opgaver som deling af containerbilleder fra forskellige noder viste implementeringen ydeevne, der ligger tæt på tmpfs med brug af store hukommelsessider (2 MB huge pages).
- Mere AI har forberedt filsystemet MeshXFS, som er en fork af XFS, tilpasset til samtidig brug på flere noder i en klynge. MeshXFS giver mulighed for at montere et delt blokdevice i læse-skriv-tilstand på forskellige noder, opretholde integriteten og håndtere låsninger ved samtidig adgang til data. Projektet startede som et eksperiment for at teste muligheden for at skabe en Linux-driver med et filsystem, der understøtter distribuerede låsninger, parallelt adgang og fejlgendannelse ved hjælp af AI-modeller. Det meste af arbejdet blev udført med Claude Opus, men for at løse særligt komplekse problemer blev modellerne Claude Fable, GPT, Gemini og Astra også inddraget. Eksperimentet er blevet anerkendt som en succes, og flere fungerende versioner af MeshXFS er allerede offentliggjort.
Bland de ekstra funktioner, der er implementeret oven på XFS, skal nævnes to tilstande for håndtering af distribuerede låsninger (netværkssynkronisering og opbevaring af tilstand på et særskilt delt drev), sikring af konsistens af cache på forskellige noder, føring af log for gendannelse samt tilpasning af diskformat og værktøjer til specifikationen af cluster-filsystemet. Der understøttes arbejde med et delt lager tilsluttet via iSCSI (testet på 16 noder) eller ved replikering af bloklagringsenheden ved hjælp af DRBD. Koordinering af låsninger, funktioner til opdagelse af noder, tilgængelighedstjek og identifikation af fejlnoder er implementeret i et fælles kerne modul. Arbejdet er testet i Proxmox VE 9, RHEL 9, Ubuntu 24.04/26.04 og Debian 12/13.
Kilde: opennet.ru
