Linus Torvalds hat den Antrag zur Aufnahme des Bcachefs-Dateisystems in den Hauptkern von Linux genehmigt und die Implementierung von Bcachefs in das Repository hinzugefügt, in dem der Kernel 6.7 entwickelt wird, dessen Veröffentlichung Anfang Januar erwartet wird. Der im Kernel hinzugefügte Patch umfasst etwa 95.000 Zeilen Code. Das Projekt wird seit mehr als 10 Jahren von Kent Overstreet entwickelt, der auch das im Kernel integrierte Caching-System für Blockgeräte auf SSD-Speichern Bcache entwickelt hat.
Die Bemühungen um die Einführung von Bcachefs in den Hauptkern begannen im Jahr 2020, nach denen fast drei weitere Jahre benötigt wurden, um die bei der Überprüfung festgestellten Mängel und Unzulänglichkeiten zu beheben. In diesem Frühjahr wurde eine aktualisierte Patch-Sammlung vorgeschlagen, die mehrfach abgelehnt wurde, aber letztendlich im September in den Branch linux-next aufgenommen wurde, der für die Tests der Möglichkeiten zukünftiger Linux-Kernel-Versionen vorgesehen ist.
Bcachefs wird unter Verwendung von Technologien entwickelt, die bereits bei der Entwicklung des Blockgeräts Bcache erprobt wurden, das dazu dient, den Zugriff auf langsame Festplatten mit schnellen SSD-Speichern zu cachen (ab der Version 3.10 im Kernel enthalten). Bcachefs verwendet den Copy-on-Write (COW)-Mechanismus, 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 geändert wird.
In Bcachefs wird versucht, ein Zusammenspiel von Leistung, Zuverlässigkeit und Skalierbarkeit zu erreichen, das für XFS charakteristisch ist, sowie erweiterte Funktionen, die in Btrfs und ZFS vorhanden sind, wie z. B. die Einbeziehung mehrerer Geräte in eine Partition, mehrschichtige Speicherlayouts, Replikation (RAID 1/10), Caching, transparente Datenkompression (Modi LZ4, gzip und ZSTD), Zustands-Slices (Snapshots), Integritätsüberprüfung durch Prüfziffern, die Möglichkeit zur Speicherung von Fehlerkorrekturcodes von Reed-Solomon (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 COW-basierte Dateisysteme und zeigt eine Leistung nahe Ext4 und XFS.
Ein charakteristisches Merkmal von Bcachefs ist die Unterstützung der mehrschichtigen Anbindung von Speichermedien, bei der der Speicher aus mehreren Schichten besteht – die schnellsten Speicher (SSD) werden an die unterste Schicht angeschlossen, um häufig verwendete Daten zwischenzuspeichern, während die obere Schicht aus größeren und kostengünstigeren Festplatten besteht, die weniger gefragte Daten speichern. Zwischen den Schichten kann Caching im Writeback-Modus verwendet werden. Speichermedien können dynamisch zum Partition hinzugefügt und davon getrennt werden, ohne die Nutzung des Dateisystems zu unterbrechen (Daten migrieren automatisch).
Quelle: opennet.ru
