Direktor für Softwareentwicklung bei Western Digital Auf der Mailingliste für Linux-Kernel-Entwickler gibt es ein neues Dateisystem namens Zonefs, das die Arbeit auf niedriger Ebene vereinfachen soll . Zonefs ordnet jeder Zone auf einem Laufwerk eine separate Datei zu, die zum Speichern von Daten im Rohmodus ohne Manipulation auf Sektor- und Blockebene verwendet werden kann.
Zonefs ist kein POSIX-kompatibles FS und auf einen relativ engen Bereich beschränkt, der es Anwendungen ermöglicht, die Datei-API zu verwenden, anstatt über ein IOCTL direkt auf das Blockgerät zuzugreifen. Zonenbezogene Dateien erfordern sequentielle Schreibvorgänge, beginnend am Ende der Datei (Schreiben im Anhängemodus).
Die in Zonefs bereitgestellten Dateien können verwendet werden, um sie auf in Zonen aufgeteilten Datenbanklaufwerken zu platzieren, die Speicherstrukturen in Form von LSM-Protokollen (Log-Structured Merge) verwenden, ausgehend vom Konzept einer Datei – einer Speicherzone. Ähnliche Strukturen werden beispielsweise in den Datenbanken RocksDB und LevelDB verwendet. Der vorgeschlagene Ansatz ermöglicht es, die Kosten für die Portierung von Code zu senken, der ursprünglich zum Bearbeiten von Dateien statt zum Blockieren von Geräten gedacht war, und außerdem die Arbeit auf niedriger Ebene mit in Zonen aufgeteilten Laufwerken aus Anwendungen in anderen Programmiersprachen als C zu organisieren.
Unter in Zonen aufgeteilten Laufwerken Geräte an oder , der Speicherplatz, der in Zonen unterteilt ist, die Blockgruppen oder Sektoren bilden, in denen nur das sequentielle Hinzufügen von Daten mit Aktualisierung der gesamten Blockgruppe zulässig ist.
Beispielsweise wird die Aufzeichnungszonierung bei Geräten mit gekachelter magnetischer Aufzeichnung verwendet (, SMR), bei dem die Spurbreite geringer ist als die Breite des Magnetkopfes und die Aufzeichnung mit teilweiser Überlappung der benachbarten Spur erfolgt, d.h. Jedes Überschreiben führt dazu, dass die gesamte Spurgruppe überschrieben werden muss. SSD-Laufwerke sind zunächst an sequentielle Schreibvorgänge mit vorläufiger Datenlöschung gebunden, diese Vorgänge sind jedoch auf Controller-Ebene und der FTL-Ebene (Flash Translation Layer) verborgen. Um die Effizienz für bestimmte Lasttypen zu verbessern, hat die NVMe-Organisation die ZNS-Schnittstelle (Zoned Namespaces) standardisiert, die den direkten Zugriff auf Zonen unter Umgehung der FTL-Schicht ermöglicht.
Unter Linux für in Zonen aufgeteilte Festplatten seit Kernel 4.10 ZBC- (SCSI) und ZAC- (ATA) Blockgeräte. Ab Version 4.13 wurde das dm-zoned-Modul hinzugefügt, das ein in Zonen aufgeteiltes Laufwerk als reguläres Blockgerät darstellt und während des Betriebs angewendete Schreibbeschränkungen verbirgt. Auf Dateisystemebene ist die Unterstützung für Zoning bereits in das F2FS-Dateisystem integriert und eine Reihe von Patches für das Btrfs-Dateisystem befindet sich in der Entwicklung, deren Anpassung für in Zonen aufgeteilte Laufwerke durch das Arbeiten in CoW (Copy-on) vereinfacht wird -Schreibmodus.
Ext4- und XFS-Betrieb über in Zonen aufgeteilte Laufwerke mit dm-zoned. Um die Übersetzung von Dateisystemen zu vereinfachen, wird die ZBD-Schnittstelle vorgeschlagen, die zufällige Schreibvorgänge in Dateien in Streams sequentieller Schreibvorgänge übersetzt.
Source: opennet.ru