Director de Desarrollo de Software en Western Digital en la lista de correo de desarrolladores del kernel de Linux, un nuevo sistema de archivos llamado Zonefs, destinado a simplificar el trabajo de bajo nivel con . Zonefs asocia cada zona en una unidad con un archivo separado que se puede usar para almacenar datos en modo sin formato sin manipulación a nivel de sector y bloque.
Zonefs no es un FS compatible con POSIX y está limitado a un alcance bastante limitado que permite a las aplicaciones usar la API de archivos en lugar de acceder directamente al dispositivo de bloque mediante un ioctl. Los archivos relacionados con zonas requieren operaciones de escritura secuenciales comenzando desde el final del archivo (escritura en modo agregar).
Los archivos proporcionados en Zonefs se pueden utilizar para colocarlos encima de unidades de bases de datos zonales que utilizan estructuras de almacenamiento en forma de registros LSM (fusión estructurada de registros), partiendo del concepto de un archivo, una zona de almacenamiento. Por ejemplo, se utilizan estructuras similares en las bases de datos RocksDB y LevelDB. El enfoque propuesto permite reducir el costo de portar código que fue diseñado originalmente para manipular archivos en lugar de bloquear dispositivos, así como organizar el trabajo de bajo nivel con unidades zonificadas de aplicaciones en lenguajes de programación distintos de C.
Unidades bajo zonas dispositivos encendidos o , el espacio de almacenamiento en el que se divide en zonas que forman grupos de bloques o sectores, en los que solo se permite la adición secuencial de datos con la actualización de todo el grupo de bloques.
Por ejemplo, la zonificación de grabación se utiliza en dispositivos con grabación magnética en mosaico (, SMR), en el que el ancho de la pista es menor que el ancho del cabezal magnético y la grabación se realiza con una superposición parcial de la pista adyacente, es decir. cualquier sobrescritura conlleva la necesidad de sobrescribir todo el grupo de pistas. En cuanto a las unidades SSD, inicialmente están vinculadas a operaciones de escritura secuencial con borrado preliminar de datos, pero estas operaciones están ocultas en el nivel del controlador y en la capa FTL (Flash Translation Layer). Para aumentar la eficiencia para ciertos tipos de carga, la organización NVMe ha estandarizado la interfaz ZNS (Zoned Namespaces), que permite el acceso directo a zonas, sin pasar por la capa FTL.
En Linux para discos duros zonificados desde el kernel 4.10 Dispositivos de bloque ZBC (SCSI) y ZAC (ATA), y a partir de la versión 4.13, se agregó el módulo dm-zoned, que representa una unidad de zona como un dispositivo de bloque normal, ocultando las restricciones de escritura aplicadas durante la operación. A nivel del sistema de archivos, el soporte para la zonificación ya se ha integrado en el sistema de archivos F2FS y se está desarrollando un conjunto de parches para el sistema de archivos Btrfs, cuya adaptación para unidades zonificadas se simplifica trabajando en CoW (copia en -escribir) modo.
Operación Ext4 y XFS sobre unidades zonales usando dm-zoned. Para simplificar la traducción de sistemas de archivos, se propone la interfaz ZBD, que traduce operaciones de escritura aleatoria en archivos en flujos de operaciones de escritura secuenciales.
Fuente: opennet.ru