Linus Torvalds hat den Antrag zur Aufnahme des Dateisystems Bcachefs in den Hauptkern von Linux genehmigt und die Implementierung von Bcachefs in das Repository hinzugefügt, in dem der 6.7-Kern entwickelt wird, dessen Veröffentlichung für Anfang Januar geplant ist. Der hinzugefügte Patch umfasst etwa 95.000 Codezeilen. Das Projekt wird bereits seit über 10 Jahren von Kent Overstreet entwickelt, der auch das in den Kern integrierte Caching-System für Blockgeräte auf SSDs, Bcache, entwickelt hat.
Die Versuche, Bcachefs in den Hauptkern zu integrieren, begannen im Jahr 2020, wonach fast drei weitere Jahre benötigt wurden, um die nach der Überprüfung festgestellten Anmerkungen und Mängel zu beheben. Im Frühjahr dieses Jahres wurde ein aktualisiertes Patch-Set vorgeschlagen, das mehrmals abgelehnt wurde, aber schließlich im September in die linux-next-Branch, die für Testzwecke für zukünftige Veröffentlichungen des Linux-Kernels vorgesehen ist, aufgenommen wurde.
Bcachefs entwickelt sich mit Technologien, die bereits bei der Entwicklung des Blockgeräts Bcache verwendet wurden, das dafür konzipiert ist, langsamen Festplattenspeicher über schnelle SSDs zu cachen (ab Kernel-Version 3.10 integriert). In Bcachefs kommt das Copy-on-Write (COW) Verfahren zum Einsatz, bei dem Änderungen nicht zu einer Überschreibung der Daten führen – der neue Zustand wird an einem neuen Ort gespeichert, wonach der Zeiger auf den aktuellen Zustand aktualisiert wird.
Bcachefs versucht, eine Kombination aus Leistung, Zuverlässigkeit und Skalierbarkeit zu erreichen, die typisch für XFS ist, und bietet erweiterte Funktionen, die in Btrfs und ZFS vorhanden sind, wie z. B. die Einbindung mehrerer Geräte in ein Volume, mehrschichtige Speicheranordnungen, Replikation (RAID 1/10), Caching, transparente Datenkompression (Modi LZ4, gzip und ZSTD), Zustands-Snapshots, Integritätsüberprüfung mit Prüfziffern, die Möglichkeit zur Speicherung von Reed-Solomon-Fehlerkorrekturcodes (RAID 5/6) und die Speicherung von Informationen in verschlüsselter Form (unter Verwendung von ChaCha20 und Poly1305). In Bezug auf die Leistung übertrifft Bcachefs Btrfs und andere Dateisysteme, die auf dem Copy-on-Write-Mechanismus basieren, und zeigt Geschwindigkeiten, die der von Ext4 und XFS nahekommen.
Ein besonderes Merkmal von Bcachefs ist die Unterstützung einer mehrschichtigen Anbindung von Speichermedien, bei der der Speicher aus mehreren Schichten zusammengesetzt wird — die untere Schicht besteht aus den schnellsten Speichermedien (SSD), die zum Caching häufig verwendeter Daten genutzt werden, während die obere Schicht aus größeren und kostengünstigeren Festplatten besteht, die die weniger benötigten Daten speichern. Zwischen den Schichten kann ein Caching im Writeback-Modus angewendet werden. Speichergeräte können dynamisch hinzugefügt und vom Volume getrennt werden, ohne dass der Betrieb des Dateisystems gestoppt werden muss (die Daten migrieren automatisch).
Quelle: opennet.ru
