{"id":97454,"date":"2020-10-18T14:42:35","date_gmt":"2020-10-18T12:42:35","guid":{"rendered":"https:\/\/prohoster.info\/blog\/administrirovanie\/barery-i-zhurnaliruemye-fajlovye-sistemy"},"modified":"2020-10-18T14:42:35","modified_gmt":"2020-10-18T12:42:35","slug":"barery-i-zhurnaliruemye-fajlovye-sistemy","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/prohoster.info\/de\/blog\/administrirovanie\/barery-i-zhurnaliruemye-fajlovye-sistemy","title":{"rendered":"Barrieren und journalisierte Dateisysteme","gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"text"}]},"content":{"rendered":"
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Allen ein hervorragendes Wochenende!<\/em><\/strong> Wir laden zu einem kostenlosen Demo-Kurs ein <\/em>\u201eKonfiguration des Webservers (Apache, Nginx, Nginx Lastverteilung)\u201c<\/em><\/a><\/noindex>, der von Andrey Buranov durchgef\u00fchrt wird \u2014 Spezialist f\u00fcr UNIX-Systeme bei Mail.Ru Group. Zudem ver\u00f6ffentlichen wir einen Artikel von Jonathan Corbet \u2014 Executive Editor bei LWN.net.<\/em><\/p>\n<\/blockquote>\n

Journalierte Dateisysteme versprechen, Systemadministratoren von Problemen mit Festplattensch\u00e4den bei Systemausf\u00e4llen zu befreien. Sogar ohne die Ausf\u00fchrung der Integrit\u00e4tspr\u00fcfung des Dateisystems. In der Realit\u00e4t ist nat\u00fcrlich alles etwas komplizierter. Und wie eine k\u00fcrzliche Diskussion zeigt, kann es sogar verwirrender sein, als viele von uns denken, da die Sicherstellung der Integrit\u00e4t von journalisierten Dateisystemen die Leistung beeinflusst.<\/p>\n

Ein Dateisystem wie ext3 verwendet einen separaten Bereich auf der Festplatte, der als Journal bezeichnet wird. Bei \u00c4nderungen an den Metadaten des Dateisystems werden diese \u00c4nderungen zun\u00e4chst im Journal aufgezeichnet, ohne das restliche Dateisystem zu ver\u00e4ndern. Nachdem alle \u00c4nderungen im Journal aufgezeichnet wurden, wird ein \u201eCommit-Block\u201c hinzugef\u00fcgt, der das Ende der Transaktion anzeigt. Erst nach der Aufzeichnung des Commit-Blocks wird die Transaktion abgeschlossen und die ge\u00e4nderten Metadaten werden auf die Festplatte geschrieben. Sollte das System zu einem beliebigen Zeitpunkt ausfallen, kann die Arbeit mithilfe der Informationen im Journal sicher beendet werden, um Besch\u00e4digungen des Dateisystems zu vermeiden, die auftreten k\u00f6nnten, weil nur ein Teil der Metadaten aktualisiert wurde.<\/p>\n

Es gibt jedoch ein Problem: Der Code des Dateisystems muss vor der Aufzeichnung des Commit-Blocks absolut sicher sein, dass alle Informationen \u00fcber die Transaktion bereits im Journal gespeichert sind. Das blo\u00dfe Aufzeichnen von Operationen in der richtigen Reihenfolge reicht nicht aus \u2014 moderne Festplatten unterst\u00fctzen gro\u00dfe interne Caches und sortieren Operationen um, um die Leistung zu verbessern. Daher muss vor dem Commit-Block ausdr\u00fccklich angegeben werden, dass alle Daten des Journals auf die Festplatte \u00fcbertragen werden. Wenn der Commit-Block vorher aufgezeichnet wird, kann das Journal besch\u00e4digt werden. Um dieses Problem zu l\u00f6sen, werden Barrieren verwendet. Im Wesentlichen verbietet eine Barriere die Aufzeichnung von Bl\u00f6cken nach der Barriere, bis alle Bl\u00f6cke, die vor der Barriere aufgezeichnet wurden, auf die Festplatte \u00fcbertragen wurden. Durch die Verwendung von Barrieren gew\u00e4hrleisten Dateisysteme die Konsistenz der Dateistrukturen.<\/p>\n

Es gibt jedoch ein weiteres Problem: Die Dateisysteme ext3 und ext4 verwenden standardm\u00e4\u00dfig keine Barrieren. Es gibt eine Option, aber wenn der Administrator sie nicht ausdr\u00fccklich aktiviert hat, arbeiten diese Dateisysteme ohne Barrieren, obwohl in einigen Distributionen (zum Beispiel SUSE) die Standardwerte anders sind. Eric Sandeen hat k\u00fcrzlich beschlossen, dass man diese Situation \u00e4ndern muss und hat einen Patch erstellt<\/u><\/a><\/noindex>, der die Standardkonfigurationen f\u00fcr ext3 und ext4 modifiziert. Und dann begann eine lebhafte Diskussion.<\/p>\n

Andrew Morton hat sehr ausf\u00fchrlich geantwortet<\/u><\/a><\/noindex>, warum der Standardwert genau so ist:<\/p>\n

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Beim letzten Versuch, dies zu \u00e4ndern, hat sich die Leistung bei vielen Lasten um 30 % verschlechtert, daher habe ich entsetzt alle diese Patches verworfen. Ich denke, wir k\u00f6nnen es uns nicht leisten, die Leistung aller Maschinen so ernsthaft zu verlangsamen\u2026<\/em><\/p>\n

Es gibt keine perfekten L\u00f6sungen, und ich neige dazu, diese schlafenden Hunde nicht zu wecken und die Standardparameter den Entwicklern der Distributionen zu \u00fcberlassen.<\/em><\/p>\n<\/blockquote>\n

Standardm\u00e4\u00dfig sind Barrieren deaktiviert, da sie die Leistung erheblich beeintr\u00e4chtigen. Zudem werden Dateisysteme erfolgreich ohne Barrieren verwendet. Berichte \u00fcber Besch\u00e4digungen des Dateisystems ext3 sind eher sporadisch und selten.<\/p>\n

Aber das ist nicht nur Gl\u00fcck. Ted Ts'o erkl\u00e4rt<\/u><\/a><\/noindex> liegt daran, dass das Journal bei ext3\/ext4 normalerweise kontinuierlich angelegt wird. Erstens versucht der Treiber des Dateisystems, es kontinuierlich zu erstellen. Zweitens wird das Journal in der Regel gleichzeitig mit dem Dateisystem erstellt, wenn es einfach ist, einen kontinuierlichen Speicherplatz zu finden. Kontinuit\u00e4t und Ordnung sind nicht nur f\u00fcr die Leistung n\u00fctzlich, sondern auch, um eine Neuanordnung zu verhindern. Normalerweise wird der Commit-Block direkt nach den anderen Daten im Journal platziert, sodass es f\u00fcr das Laufwerk keinen Grund gibt, umzustrukturieren. Der Commit-Block wird nat\u00fcrlich unmittelbar nach den anderen Journalaufzeichnungen auf das Laufwerk geschrieben.<\/p>\n

Dennoch behauptet niemand, dass dies immer so sein wird. Festplatten k\u00f6nnen sich auch anders verhalten. Dar\u00fcber hinaus ist das Journal ein Ringpuffer. Wenn eine Transaktion also ans Ende des Journals geschrieben wird, kann der Commit-Block in einem fr\u00fcheren Block erscheinen, vor anderen Journalaufzeichnungen. Daher besteht immer die Wahrscheinlichkeit einer Besch\u00e4digung. Tats\u00e4chlich hat Chris Mason daf\u00fcr Tests<\/u><\/a><\/noindex>Es besteht kein Zweifel, dass die Arbeit ohne Barrieren weniger sicher ist als mit ihnen.<\/p>\n

Wenn Sie bereit sind, einen Leistungseinbruch in Kauf zu nehmen, k\u00f6nnen Sie die Barrieren aktivieren. Vorausgesetzt, Ihr Dateisystem basiert nicht auf LVM (wie es bei einigen Distributionen standardm\u00e4\u00dfig der Fall ist). Es stellt sich heraus, dass der Device Mapper Barrieren nicht unterst\u00fctzt. In anderen F\u00e4llen w\u00e4re es nicht schlecht, den Leistungsverlust zu verringern. Und anscheinend l\u00e4sst sich das umsetzen.<\/p>\n

Die aktuelle Implementierung von ext3 (wenn Barrieren aktiviert sind) f\u00fchrt f\u00fcr jede Transaktion die folgende Folge von Operationen aus:<\/p>\n

    \n
  1. \n

    Daten werden in das Journal geschrieben<\/p>\n<\/li>\n

  2. \n

    Ein Barrier wird ausgef\u00fchrt<\/p>\n<\/li>\n

  3. \n

    Ein Commit-Block wird geschrieben<\/p>\n<\/li>\n

  4. \n

    Der n\u00e4chste Barrier wird ausgef\u00fchrt<\/p>\n<\/li>\n

  5. \n

    Sp\u00e4ter werden Metadaten auf die Festplatte geschrieben<\/p>\n<\/li>\n<\/ol>\n

    In ext4 kann der erste Barrier (Schritt 2) weggelassen werden, da das Dateisystem ext4 Pr\u00fcfziffern im Journal unterst\u00fctzt.<\/p>\n

    Wenn die Journal-Daten und der Commit-Block neu angeordnet sind und die Operation infolge eines Fehlers unterbrochen wird, stimmt die Pr\u00fcfziffer des Journals nicht mit der im Commit-Block \u00fcberein, und die Transaktion wird abgelehnt. <\/p>\n

    Chris Mason glaubt<\/u><\/a><\/noindex>, was w\u00e4re 'allgemein sicher', um diese Barriere auch in ext3 zu entfernen, mit m\u00f6glicher Ausnahme, wenn das Journal am Ende ankommt und von vorne zu schreiben beginnt. <\/p>\n

    Eine weitere Idee zur Leistungssteigerung ist es, Barrier-Operationen, wenn m\u00f6glich, zu verz\u00f6gern. Wenn es nicht dringend erforderlich ist, Daten sofort auf die Festplatte zu schreiben, k\u00f6nnen mehrere Transaktionen im Journal erstellt werden, die dann mit einem Barrier auf die Festplatte geschrieben werden.<\/p>\n

    Es besteht auch ein gewisses Potenzial zur Verbesserung durch eine sorgf\u00e4ltige Anordnung der Operationen, sodass Barrieren (die normalerweise in Form von Anfragen «alle ausstehenden Operationen auf die Festplatte zur\u00fccksetzen») das Schreiben von Bl\u00f6cken, die keine Ordnung erfordern, nicht erzwingen.<\/p>\n

    Es scheint an der Zeit zu sein, dar\u00fcber nachzudenken, wie die Kosten f\u00fcr Barrieren akzeptabel gestaltet werden k\u00f6nnen. Ted Tso scheint \u00e4hnlich zu denken<\/u><\/a><\/noindex>:<\/p>\n

    \n

    Ich denke, wir sollten Barrieren in ext3\/4 einf\u00fchren und dann an der Verringerung der Overheadkosten in ext4\/jbd2 arbeiten. H\u00f6chstwahrscheinlich arbeiten die \u00fcberwiegende Mehrheit der Systeme nicht in Bedingungen, die denen \u00e4hneln, die Chris zur Demonstration des Problems verwendet hat, und die Sicherheit des Dateisystems sollte Priorit\u00e4t haben.<\/em><\/p>\n<\/blockquote>\n

    Der gesunde Menschenverstand sagt mir, dass dieser Hund jetzt nicht mehr schl\u00e4ft und wahrscheinlich eine Weile bellen wird. Das k\u00f6nnte einige Nachbarn beunruhigen, aber es ist besser, als ihm zu erlauben, zu bei\u00dfen.<\/p>\n

    Interessiert es Sie, sich in diesem Bereich weiterzuentwickeln?<\/em><\/strong> Melden Sie sich f\u00fcr eine kostenlose Demo-Stunde an <\/em>\u201eKonfiguration des Webservers (Apache, Nginx, Nginx Lastverteilung)\u201c<\/em><\/a><\/noindex> und nehmen Sie an der \u00dcbertragung teil <\/em>\u201eArbeiten mit Protokolldateien in Linux\u201c<\/em><\/a><\/noindex>, die von Pawel Wikiryuk durchgef\u00fchrt wird \u2014 MVNO-Telekommunikationsanbieter, DevOps-Ingenieur. <\/em><\/p>\n

    Quelle: habr.com<\/a> <\/p>","protected":false,"gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"html"}]},"excerpt":{"rendered":"

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