Linux कर्नेल में Bcachefs का प्रचार करना

केंट ओवरस्ट्रीट, BCache SSD ब्लॉक डिवाइस कैशिंग सिस्टम के लेखक, जो लिनक्स कर्नेल का हिस्सा है, ने LSFMM 2023 सम्मेलन (लिनक्स स्टोरेज, फाइलसिस्टम, मेमोरी मैनेजमेंट) में अपने भाषण में Bcachefs फ़ाइल सिस्टम को बढ़ावा देने पर काम के परिणामों को संक्षेप में प्रस्तुत किया। और बीपीएफ शिखर सम्मेलन) लिनक्स कर्नेल की मुख्य संरचना में और इस एफएस के आगे के विकास की योजनाओं के बारे में बात की। मई में, Bcachefs FS के कार्यान्वयन के साथ पैच का एक अद्यतन सेट समीक्षा और लिनक्स कर्नेल की मुख्य संरचना में शामिल करने के लिए प्रस्तावित किया गया था। FS Bcachefs लगभग 10 वर्षों से विकास कर रहा है। कोर में शामिल करने से पहले Bcachefs के कार्यान्वयन की समीक्षा करने की तैयारी की घोषणा 2020 के अंत में की गई थी, और पैच का वर्तमान संस्करण पिछली समीक्षा के दौरान पहचानी गई टिप्पणियों और कमियों को ध्यान में रखता है।

Bcachefs विकास लक्ष्य Btrfs और ZFS में निहित अतिरिक्त सुविधाएँ प्रदान करते हुए प्रदर्शन, विश्वसनीयता और स्केलेबिलिटी में XFS स्तर तक पहुँचना है, जैसे कि एक विभाजन में कई उपकरणों को शामिल करना, मल्टी-लेयर स्टोरेज लेआउट, प्रतिकृति (RAID 1/10), कैशिंग, पारदर्शी डेटा संपीड़न (LZ4, gzip और ZSTD मोड), राज्य स्लाइस (स्नैपशॉट), चेकसम द्वारा अखंडता सत्यापन, रीड-सोलोमन त्रुटि सुधार कोड (RAID 5/6) संग्रहीत करने की क्षमता, जानकारी का एन्क्रिप्टेड भंडारण (ChaCha20 और Poly1305) उपयोग किया जाता है)। प्रदर्शन के मामले में, Bcachefs कॉपी-ऑन-राइट तंत्र के आधार पर Btrfs और अन्य फ़ाइल सिस्टम से आगे है, और Ext4 और XFS के करीब प्रदर्शन प्रदर्शित करता है।

Bcachefs के विकास में नवीनतम उपलब्धियों में से, लेखन के लिए उपलब्ध स्नैपशॉट के कार्यान्वयन का स्थिरीकरण नोट किया गया है। Btrfs की तुलना में, Bcachefs में स्नैपशॉट अब बहुत बेहतर स्केलेबल हैं और Btrfs में निहित समस्याओं से मुक्त हैं। व्यवहार में, MySQL बैकअप व्यवस्थित करते समय स्नैपशॉट के कार्य का परीक्षण किया गया था। Bcachefs ने स्केलेबिलिटी में सुधार के लिए भी बहुत काम किया है - फ़ाइल सिस्टम ने 100 टीबी स्टोरेज में परीक्षण में अच्छा प्रदर्शन किया है, और निकट भविष्य में Bcachefs को 1 PB स्टोरेज में लागू किए जाने की उम्मीद है। "कॉपी-ऑन-राइट" (नोको) तंत्र को अक्षम करने के लिए एक नया नोको मोड जोड़ा गया है। गर्मियों के दौरान, वे त्रुटि सुधार कोड और RAIDZ के कार्यान्वयन को स्थिर स्थिति में लाने की योजना बना रहे हैं, साथ ही fsck उपयोगिता के साथ फ़ाइल सिस्टम को पुनर्स्थापित और जाँच करते समय उच्च मेमोरी खपत वाली समस्याओं को हल करते हैं।

भविष्य की योजनाओं में, Bcachefs के विकास में रस्ट भाषा का उपयोग करने की इच्छा का उल्लेख किया गया है। Bcachefs के लेखक के अनुसार, उन्हें कोड डिबग करना नहीं बल्कि कोड करना पसंद है, और अब बेहतर विकल्प होने पर C में कोड लिखना पागलपन है। रस्ट पहले से ही कुछ उपयोगकर्ता-स्थान उपयोगिताओं के कार्यान्वयन में Bcachefs में शामिल है। इसके अलावा, रस्ट में Bcachefs को धीरे-धीरे पूरी तरह से फिर से लिखने का विचार किया जा रहा है, क्योंकि इस भाषा का उपयोग करने से डिबगिंग समय की काफी बचत होती है।

जहां तक ​​Bcachefs को लिनक्स कर्नेल की मुख्यधारा में ले जाने की बात है, परिवर्तनों के बड़े आकार (2500 पैच और कोड की लगभग 90 हजार लाइनें) के कारण गोद लेने की प्रक्रिया में देरी हो सकती है, जिसकी समीक्षा करना मुश्किल है। समीक्षा में तेजी लाने के लिए, कुछ डेवलपर्स ने पैच श्रृंखला को छोटे और तार्किक रूप से अलग भागों में तोड़ने का सुझाव दिया है। चर्चा के दौरान, कुछ प्रतिभागियों ने एक डेवलपर द्वारा परियोजना के विकास और इस खतरे की ओर भी ध्यान आकर्षित किया कि यदि इसके डेवलपर को कुछ हुआ तो कोड को अप्रयुक्त छोड़ दिया जा सकता है (दो Red Hat कर्मचारी परियोजना में रुचि रखते हैं, लेकिन उनका काम अभी भी जारी है) सीमित बग फिक्स)।

Bcachefs को Bcache ब्लॉक डिवाइस के विकास में पहले से ही परीक्षण की गई तकनीकों का उपयोग करके विकसित किया गया है, जिसे तेज़ SSDs (रिलीज़ 3.10 के बाद से कर्नेल में शामिल) पर धीमी हार्ड ड्राइव तक कैश पहुंच के लिए डिज़ाइन किया गया है। Bcachefs कॉपी-ऑन-राइट (COW) तंत्र का उपयोग करता है, जिसमें परिवर्तन से डेटा को ओवरराइट नहीं किया जाता है - नई स्थिति को एक नए स्थान पर लिखा जाता है, जिसके बाद वर्तमान स्थिति संकेतक बदल जाता है।

Bcachefs की एक विशेषता ड्राइव के मल्टी-लेयर कनेक्शन के लिए समर्थन है, जिसमें स्टोरेज कई परतों से बना होता है - सबसे तेज़ ड्राइव (SSD) निचली परत से जुड़े होते हैं, जिनका उपयोग अक्सर उपयोग किए जाने वाले डेटा को कैश करने के लिए किया जाता है, और शीर्ष परत बनती है अधिक क्षमता वाली और सस्ती डिस्क जो कम मांग वाला डेटा संग्रहीत करती हैं। राइटबैक कैशिंग का उपयोग परतों के बीच किया जा सकता है। फ़ाइल सिस्टम के उपयोग को बाधित किए बिना ड्राइव को विभाजन से गतिशील रूप से जोड़ा और अलग किया जा सकता है (डेटा स्वचालित रूप से माइग्रेट होता है)।

स्रोत: opennet.ru