Για συζήτηση σχετικά με τη λίστα αλληλογραφίας των προγραμματιστών πυρήνα Linux Έχουν δημοσιευτεί ενημερώσεις κώδικα (patches) που υλοποιούν το σύστημα αρχείων BeamFS, το οποίο χρησιμοποιεί κωδικοποίηση Reed-Solomon για την ανίχνευση και ανάκτηση κατεστραμμένων δεδομένων σε διαμορφώσεις μίας μονάδας δίσκου. Οι κύριες εφαρμογές του BeamFS περιλαμβάνουν ενσωματωμένους δορυφορικούς υπολογιστές, εξοπλισμό σε αίθουσες ακτινοθεραπείας και άλλα συστήματα που λειτουργούν σε περιβάλλοντα υψηλής ακτινοβολίας, για τα οποία η ανάκτηση κατεστραμμένων δεδομένων είναι πιο κρίσιμη από την αδυναμία ανάγνωσης των πληροφοριών.
Από προεπιλογή, το BeamFS μπορεί να ανακτήσει έως και 8 χαμένα byte σε κάθε μπλοκ 255 byte με επιβάρυνση 7% (288 byte κωδικών ανάκτησης για κάθε 4096 byte αποθηκευμένων δεδομένων). Οι κωδικοί διόρθωσης σφαλμάτων εφαρμόζονται όχι μόνο στα δεδομένα αλλά και στις πληροφορίες υπηρεσίας στο superblock, inode, ευρετήρια καταλόγου και bitmap. Οι έλεγχοι ακεραιότητας και οι προσπάθειες ανάκτησης δεδομένων που λείπουν εκτελούνται κατά τη διάρκεια κάθε λειτουργίας ανάγνωσης. Εάν η ορθότητα των πληροφοριών δεν μπορεί να εγγυηθεί, η λειτουργία αποτυγχάνει με το σφάλμα "-EIO", αποτρέποντας τη σιωπηλή ανάκτηση κατεστραμμένων δεδομένων.
Τα πειράματα που διεξήχθησαν έδειξαν ότι όταν η πλακέτα i.MX 8M Plus ακτινοβολήθηκε με Linux και στο σύστημα αρχείων ext4 με πρωτόνια με ενέργειες που κυμαίνονταν από 20 έως 58 meV, το 90% όλων των βλαβών σημειώθηκε στο σύστημα αρχείων και στα επίπεδα του προγράμματος οδήγησης της συσκευής αποθήκευσης. Πραγματοποιήθηκε επίσης μια προσομοίωση αλλοιώσεων ενός bit κατά την ανάγνωση από τη μονάδα δίσκου: Τα BeamFS και Btrfs ανίχνευσαν με επιτυχία αλλοίωση δεδομένων και επέστρεψαν πάντα ένα σφάλμα, ενώ τα ext4 και ext3 επέστρεψαν σιωπηλά αλλοιωμένα δεδομένα.
Το BeamFS διασφαλίζει την ακεραιότητα και την ανάκτηση μόνο κατά το στάδιο από την ανάγνωση από τη φυσική συσκευή αποθήκευσης έως τη μεταφορά της στην προσωρινή μνήμη σελίδας στη μνήμη RAM. Η ακεραιότητα του χώρου αποθήκευσης RAM μπορεί να διατηρηθεί χρησιμοποιώντας τσιπ μνήμης που διορθώνουν σφάλματα.
Μεταξύ των περιορισμών του BeamFS είναι η έλλειψη υποστήριξης για την καταγραφή σε χρονικά διαστήματα και τη λειτουργία Copy-on-Write (CoW)—τα μεταδεδομένα εγγράφονται στη μονάδα δίσκου με τυχαία σειρά, επομένως σε περίπτωση μη φυσιολογικού τερματισμού λειτουργίας, απαιτείται πλήρης έλεγχος χρησιμοποιώντας το fsck.
Εκτός από το BeamFS πρόσφατα για τον πυρήνα Linux Προτάθηκαν δύο ακόμη συστήματα αρχείων:
- Σε συνέδριο που πραγματοποιήθηκε πριν από λίγες ημέρες Linux Στο Συνέδριο Υδραυλικών 2026, ένας μηχανικός της Huawei παρουσίασε (βίντεο, διαφάνειες) το σύστημα αρχείων XMFS (cross-node eXpress Memory File System) για τον πυρήνα. Linux, σχεδιασμένο για χρήση σε clusters με κοινόχρηστη μνήμη RAM σε όλους τους κόμβους (όπως το tmpfs, αλλά για όλους τους κόμβους). Το XMFS επιτρέπει τη χρήση μιας τυπικής διεπαφής συστήματος αρχείων POSIX για λειτουργία με εξωτερική μνήμη, η οποία αντιμετωπίζεται άμεσα με τη χρήση τεχνολογιών όπως το CXL 3.0 (Compute Express Link) και το Huawei United Bus. Το έργο βρίσκεται επί του παρόντος στο πειραματικό στάδιο του πρωτοτύπου, υποβάλλεται σε εσωτερικές δοκιμές και δεν είναι ακόμη έτοιμο για ενσωμάτωση στον πυρήνα.
Το σύστημα αρχείων έχει μια κλασική αρχιτεκτονική για κατανεμημένα συστήματα αρχείων με κατανομή υπηρέτης, υπεύθυνος για την καταγραφή σε ημερολόγιο, τη διατήρηση πινάκων inode και την αντιστοίχιση περιεχομένου και μεταδεδομένων στη μνήμη μεμονωμένων κόμβων.
Κατά τη δοκιμή της χρήσης του XMFS για εργασίες όπως η κοινή χρήση εικόνων κοντέινερ μεταξύ κόμβων, η υλοποίηση έδειξε απόδοση παρόμοια με αυτή του tmpfs με ενεργοποιημένες σελίδες μεγάλης μνήμης (τεράστιες σελίδες 2 MB).
- Χρησιμοποιώντας Τεχνητή Νοημοσύνη, αναπτύχθηκε το σύστημα αρχείων MeshXFS. Πρόκειται για μια διακλάδωση του XFS προσαρμοσμένη για ταυτόχρονη χρήση σε πολλαπλούς κόμβους σε ένα σύμπλεγμα. Το MeshXFS επιτρέπει σε μια κοινόχρηστη συσκευή μπλοκ να τοποθετηθεί σε λειτουργία ανάγνωσης-εγγραφής σε διαφορετικούς κόμβους, διατηρεί την ακεραιότητα και διαχειρίζεται κλειδώματα κατά την ταυτόχρονη πρόσβαση σε δεδομένα. Το έργο ξεκίνησε ως ένα πείραμα για να δοκιμαστεί η σκοπιμότητα δημιουργίας δεδομένων χρησιμοποιώντας μοντέλα Τεχνητής Νοημοσύνης. Linux- προγράμματα οδήγησης με σύστημα αρχείων που υποστηρίζει κατανεμημένα κλειδώματα, ταυτόχρονη πρόσβαση και ανάκτηση από σφάλματα. Η κύρια εργασία έγινε χρησιμοποιώντας το Claude Opus, αλλά τα Claude Fable, GPT, Gemini και Astra χρησιμοποιήθηκαν για την αντιμετώπιση ιδιαίτερα πολύπλοκων ζητημάτων. Το πείραμα θεωρήθηκε επιτυχημένο και αρκετές λειτουργικές εκδόσεις του MeshXFS έχουν ήδη δημοσιευτεί.
Πρόσθετες λειτουργίες που εφαρμόζονται πάνω στο XFS περιλαμβάνουν δύο κατανεμημένες λειτουργίες διαχείρισης κλειδώματος (συγχρονισμός δικτύου και αποθήκευση κατάστασης σε ξεχωριστό κοινόχρηστο δίσκο), συνέπεια προσωρινής μνήμης σε όλους τους κόμβους, χρονολόγιο ανάκτησης και προσαρμογή της μορφής του δίσκου και των βοηθητικών προγραμμάτων στις ιδιαιτερότητες ενός συστήματος αρχείων συμπλέγματος. Παρέχεται υποστήριξη για εργασία με κοινόχρηστο χώρο αποθήκευσης συνδεδεμένο μέσω iSCSI (δοκιμασμένο σε 16 κόμβους) ή με αναπαραγωγή συσκευών μπλοκ χρησιμοποιώντας DRBD. Ο συντονισμός κλειδώματος, οι λειτουργίες ανακάλυψης κόμβων, οι έλεγχοι διαθεσιμότητας και η ανίχνευση αποτυχημένων κόμβων υλοποιούνται σε μία μόνο κοινόχρηστη μονάδα πυρήνα. Η λειτουργία έχει δοκιμαστεί σε Proxmox VE 9, RHEL 9, Ubuntu 24.04/26.04 και Debian το 12 / 13.
Πηγή: opennet.ru
