XRAID er blevet præsenteret med RAID-implementering til XFS

Christoph Hellwig, vedligeholder af DMA, KVM, Slab Allocator og PowerPC-arkitekturen i Linux-kernen, præsenterede den første offentlige udgivelse af XRAID, en implementering af deklystrerede RAID med fejlkontrol, integreret i XFS-filsystemet. Projektet er oprettet med det formål at tilføje muligheden for at bruge RAID på zonerede opbevaringsenheder, såsom SMR (Shingled Magnetic Recording) drev, og at levere en højtydende RAID-implementering til opretholdelse af dataintegritet. Udover zonerede enheder understøtter XRAID også drift på almindelige harddiske og SSD'er, hvilket viser en betydelig performanceforøgelse sammenlignet med mdraid (op til 20 gange ved skrivning).

XRAID anvender deklystreret fejlkontrol til at fordele information over lagringsenhederne, hvilket minder om dRAID i OpenZFS, hvor der ikke afsættes separate enheder til hot spare, men hvor data, fejlkontrolinformation og ledig reserveplads (spare space) fordeles jævnt over alle enheder. Læsning, skrivning og genopretning i tilfælde af fejl dækker alle tilgængelige enheder, hvilket øger båndbredden, reducerer belastningen på enkelte diske, forhindrer mærkbar nedgang i ydeevnen ved fejl og væsentligt fremskynder genopbygningsprocessen efter tilføjelse eller udskiftning af enheder.

Deklystrerede RAID gør også oprettelsen af fejltolerante arrays med et meget stort antal diske lettere. Under genopretningen efter fejl bestemmer XRAID dynamisk rækkefølgen for genopbygningen af enheder, idet det først behandler områder med større tab af redundant information og genopbygger områder med data før områder med fejlkontrolinformation.

XRAID er oprindeligt udviklet med henblik på brug med zonede lagringsenheder, hvor lagerpladsen opdelingen i zoner, der danner grupper af blokke eller sektorer. I sådanne enheder tillades kun sekventiel tilføjelse af data med opdatering af hele blokgruppen. For eksempel anvendes zoning af data i SMR-diske (Shingled Magnetic Recording), hvor bredden på sporene er mindre end bredden på den magnetiske hoved, og skrivningen foretages med delvis overlapning af det nærliggende spor, dvs. enhver omskrivning kræver, at hele gruppen af spor skrives om.

For at understøtte zonede enheder anvender XRAID en zonet allokator implementeret i XFS og Linux-kernen, der bruger RT-underafsnittet (RealTime subvolume) til at organisere adskilt opbevaring af data og metadata (i zonerne med sekventiel skrivning opbevares kun indholdet af filer, mens filsystemets metadata placeres i almindelige zoner eller på ekstra SSD-drev).

I XRAID anvendes RAID paritetskontrolmekanismer kun for indholdet af filer, mens redundans for metadata realiseres gennem brug af allerede eksisterende drivere i Linux-kernen, for eksempel gennem spejling ved hjælp af MD RAID, som er mere effektivt for små objekter, der opdateres på stedet. Implementeringen af RAID er integreret i XFS op til håndtererne for zoneret ind- /uddata, som repræsenterer de fysiske zoner i de underliggende lagringsenheder i form af logiske zoner, ligesom i et lagdelt bloklignende apparat.

Arbejdet med XRAID har været i gang i halvandet år, og selvom implementeringen endnu ikke er klar til integration i kernen, er den allerede velegnet til test fra en bredere brugergruppe. I den foreslåede implementering understøttes fra 0 til 2 niveauer af paritet (kode til støtte for 3 eller flere niveauer er under udvikling). Til styring af XRAID er der tilføjet et nyt værktøj "xraid" til xfsprogs-værktøjerne, og der er implementeret støtte for XRAID i mkfs. Derudover er der tilføjet funktioner til visualisering af kortlægning af logiske zoner til de zonerede lagringsenheder i værktøjet Zonar.

Resultaterne af ydeevnetest af XRAID sammenlignet med mdraid og btrfs er blevet offentliggjort, udført for XRAID-arrayet i en konfiguration med to WD DC-SN650 SSD-drev til metadata (spejl baseret på mdraid), seks almindelige WD DC-HC590 26 TB SATA-diske og 6-21 zonede WD DC-HC690 30 TB diske (SMR).

Der er også udført tests af XRAID på almindelige ikke-zonede SSD-drev i en konfiguration med én 4 TiB Samsung PM9D3a til metadata og fem 4 TiB Samsung PM9D3a til RAID (4 + 1).

Kilde: opennet.ru