Za Linux kernel implementirane su nove datotečne sustave BeamFS, XMFS i MeshXFS

Za raspravu na mailing listi programera Linux jezgra objavljeni su zakrpe s implementacijom datotečnog sustava BeamFS, koji koristi Reed-Solomon kodiranje za dijagnosticiranje i obnavljanje oštećenih podataka na licu mjesta u konfiguracijama s jednim uređajem. Glavna područja primjene BeamFS-a uključuju onboard računala satelita, opremu u kabinetima radioterapije i druge sustave koji rade pod uvjetima povećane radijacije, gdje je važnije vratiti oštećene podatke nego ne mogućnost čitanja informacija.

Prema zadanim postavkama, BeamFS može obnoviti do 8 izgubljenih bajtova u svakom 255-bajtnom bloku uz troškove od 7% (288 bajtova kodova obnove na svaka 4096 bajta pohranjenih podataka). Kodovi ispravka pogrešaka primjenjuju se ne samo za podatke nego i za pomoćne informacije u superbloku, inode-ima, indeksima direktorija i bitmapama. Provjera cjelovitosti i pokušaji obnove nedostajućih podataka odvijaju se pri svakoj operaciji čitanja. Ako nije moguće garantirati točnost informacija, operacija završava pogreškom "-EIO", što isključuje skriveno vraćanje oštećenih podataka.

Provedeni eksperimenti pokazali su da je prilikom zračenja ploče i.MX 8M Plus s Linuxom i FS ext4 protonima energije od 20 do 58 MeV, 90% svih kvarova nastalo na razini datotečnog sustava i upravljačkih programa za uređaje za pohranu. Također je provedena simulacija pojedinačnih grešaka bitova prilikom čitanja s medija: BeamFS i Btrfs uspješno su prepoznali oštećenje podataka i uvijek vraćali pogrešku, dok su ext4 i ext3 tiho vraćali oštećene podatke.

BeamFS osigurava cjelovitost i obnovu samo od faze čitanja s fizičkog medija do prijenosa u paginacijski cache u radnoj memoriji. Cjelovitost pohrane u radnoj memoriji može se održavati pomoću memorijskih čipova s ispravkom pogrešaka.
Od ograničenja BeamFS-a ističe se nedostatak podrške za journaliranje i način rada Copy-on-Write (CoW) — metapodaci se na uređaju zapisujemo neuredno, stoga u slučaju nepravilnog završetka rada zahtijeva se potpuna provjera pomoću fsck.

Osim BeamFS-a, nedavno su za Linux jezgro predložena još dva datotečna sustava:

• Na nedavno održanoj konferenciji Linux Plumbers Conference 2026, inženjer iz kompanije Huawei predstavio je (video, slajdovi) datotečni sustav XMFS (cross-node eXpress Memory File System) za Linux jezgru, koji je namijenjen korištenju u klasterima sa zajedničkom, svim čvorovima dostupnom, dijeljenom radnom memorijom (poput tmpfs, ali za memoriju svih čvorova). XMFS omogućava korištenje standardnog POSIX sučelja datotečnih sustava za rad s vanjskom memorijom, koja se izravno adresira pomoću tehnologija kao što su CXL 3.0 (Compute Express Link) i Huawei United Bus. Projekt je u fazi eksperimentalnog prototipa koji prolazi unutarnje testiranje, i još nije spreman za uključivanje u jezgru.
  

  Datotečni sustav ima klasičnu arhitekturu za distribuirane datotečne sustave s angažiranjem poslužitelja, koja je odgovorna za vođenje dnevnika, održavanje inode tabela i usklađivanje sadržaja i metapodataka s memorijom pojedinih čvorova.

  

  Kada je testiran XMFS za zadatke poput zajedničkog pristupa slikama kontejnera s različitih čvorova, implementacija je pokazala performanse slične tmpfs-u uz uključivanje velikih stranica memorije (2 MB huge pages).

  
  
  
  
• Pomoću AI-a razvijen je datotečni sustav MeshXFS, koji je fork XFS-a, prilagođen za istovremenu upotrebu na više čvorova u klasteru. MeshXFS omogućava montiranje zajedničkog blok uređaja u načinu čitanja i pisanja na različitim čvorovima, održavanje integriteta i upravljanje zaključavanjima pri istovremenom pristupu podacima. Projekt je započeo kao eksperiment za ispitivanje mogućnosti izrade Linux drajvera s datotečnim sustavom koji podržava distribuirana zaključavanja, paralelan pristup i oporavak od kvarova uz pomoć AI modela. Glavni rad izveden je uz pomoć Claude Opusa, ali su za rješavanje posebno složenih problema povremeno angažirani modeli Claude Fable, GPT, Gemini i Astra. Eksperiment je proglašen uspješnim, a već su objavljene nekoliko radnih izdanja MeshXFS.

  Od dodatnih mogućnosti implementiranih iznad XFS, ističu se dva režima upravljanja distribuiranim zaključavanjima (synchronizacija putem mreže i pohrana stanja na posebnom zajedničkom disku), osiguranje dosljednosti predmemorije na različitim čvorovima, vođenje zapisa za oporavak i prilagodba diska formatu i alatima specifičnim za klasterski FS. Podržava se rad s zajedničkom pohranom, povezanom putem iSCSI (testirano na 16 čvorova), ili prilikom replikacije blok uređaja uz pomoć DRBD. Koordinacija zaključavanja, funkcije otkrivanja čvorova, provjera dostupnosti i određivanje neispravnih čvorova implementirani su u jednom zajedničkom modulu jezgre. Rad je provjeren u Proxmox VE 9, RHEL 9, Ubuntu 24.04/26.04 i Debian 12/13.

Izvor: opennet.ru