Kent Overstreet, autore del sistema di caching dei dispositivi a blocco basato su SSD BCache, ha riassunto i risultati del lavoro per promuovere il file system Bcachefs come parte del kernel Linux durante la sua presentazione alla conferenza LSFMM 2023 (Linux Storage, Filesystem, Memory Management & BPF Summit) e ha parlato dei piani per lo sviluppo futuro di questo file system. A maggio, \u00e8 stato proposto un set aggiornato di patch per la revisione e l'inclusione nel kernel Linux per il file system Bcachefs. Il file system Bcachefs \u00e8 in sviluppo da circa 10 anni. L'annuncio della prontezza a rivedere l'implementazione di Bcachefs prima della sua inclusione nel kernel \u00e8 stato fatto gi\u00e0 alla fine del 2020 e l'attuale versione delle patch tiene conto delle osservazioni e dei difetti emersi durante la revisione precedente. <\/p>\n
L'obiettivo dello sviluppo di Bcachefs \u00e8 raggiungere il livello di XFS in termini di prestazioni, affidabilit\u00e0 e scalabilit\u00e0, offrendo al contempo funzionalit\u00e0 aggiuntive proprie di Btrfs e ZFS, come l'inclusione di pi\u00f9 dispositivi in una partizione, layout multi-layer degli storage, replica (RAID 1\/10), caching, compressione trasparente dei dati (modalit\u00e0 LZ4, gzip e ZSTD), snapshot, verifica dell'integrit\u00e0 tramite checksum, possibilit\u00e0 di archiviare codici di correzione degli errori di Reed-Solomon (RAID 5\/6), archiviazione di informazioni in forma crittografata (utilizzando ChaCha20 e Poly1305). In termini di prestazioni, Bcachefs supera Btrfs e altri file system basati sul meccanismo Copy-on-Write, mostrando una velocit\u00e0 di funzionamento simile a quella di Ext4 e XFS. <\/p>\n
Tra i recenti progressi nello sviluppo di Bcachefs, si segnala la stabilizzazione dell'implementazione dei snapshot scrivibili. Rispetto a Btrfs, gli snapshot in Bcachefs ora scalano molto meglio e sono privi dei problemi tipici di Btrfs. Nella pratica, il funzionamento degli snapshot \u00e8 stato testato nell'organizzazione di backup per MySQL. In Bcachefs \u00e8 stato anche fatto un grande lavoro per migliorare la scalabilit\u00e0 \u2014 il file system ha dimostrato di funzionare bene durante i test in archiviazioni di 100 TB, e ci si aspetta che Bcachefs venga implementato in un'archiviazione di 1 PB a breve. \u00c8 stata aggiunta una nuova modalit\u00e0 nocow per disabilitare il meccanismo di \"copy-on-write\" (nocow). Durante l'estate, si prevede di portare a uno stato stabile l'implementazione dei codici di correzione degli errori e RAIDZ, oltre a risolvere i problemi di alto consumo di memoria durante il recupero e la verifica del file system con l'utilit\u00e0 fsck. <\/p>\n
Per il futuro, si menziona la volont\u00e0 di utilizzare il linguaggio Rust nello sviluppo di Bcachefs. Secondo l'autore di Bcachefs, gli piace programmare e non fare debug, e ora trova insensato scrivere codice in C, ora che c'\u00e8 un'opzione migliore. Rust \u00e8 gi\u00e0 utilizzato in Bcachefs per implementare alcune utility in esecuzione nello spazio utente. Inoltre, si sta valutando l'idea di riscrivere completamente Bcachefs in Rust, poich\u00e9 l'uso di questo linguaggio riduce notevolmente il tempo necessario per il debug. <\/p>\n
Per quanto riguarda la promozione di Bcachefs nel kernel principale di Linux, il processo di accettazione potrebbe allungarsi a causa delle dimensioni significative delle modifiche (2500 patch e circa 90.000 righe di codice), che sono difficili da revisionare. Per accelerare la revisione, alcuni sviluppatori hanno proposto di suddividere la serie di patch in parti pi\u00f9 piccole e logicamente separate. Durante il dibattito, alcuni partecipanti hanno anche sottolineato lo sviluppo del progetto da parte di un singolo sviluppatore e il rischio che il codice possa rimanere senza manutenzione nel caso in cui succeda qualcosa al suo sviluppatore (due membri di Red Hat sono interessati al progetto, ma il loro lavoro \u00e8 attualmente limitato alla correzione di bug). <\/p>\n
Bcachefs si sviluppa utilizzando tecnologie gi\u00e0 testate nello sviluppo del dispositivo a blocchi Bcache, progettato per la cache di accesso a dischi rigidi lenti su SSD ad alta velocit\u00e0 (incluso nel kernel dalla versione 3.10). In Bcachefs viene utilizzato un meccanismo Copy-on-Write (COW), secondo il quale le modifiche non portano alla riscrittura dei dati \u2014 il nuovo stato viene scritto in un nuovo luogo, dopodich\u00e9 viene cambiato il puntatore allo stato attuale. <\/p>\n
Una caratteristica distintiva di Bcachefs \u00e8 il supporto per il collegamento a strati dei dispositivi di archiviazione, dove l'archivio \u00e8 composto da pi\u00f9 strati \u2014 il livello inferiore \u00e8 collegato ai dischi pi\u00f9 veloci (SSD), utilizzati per la cache dei dati frequentemente utilizzati, mentre il livello superiore \u00e8 costituito da dischi pi\u00f9 capienti e economici, che forniscono lo stoccaggio di dati meno richiesti. Tra i livelli pu\u00f2 essere utilizzata la cache in modalit\u00e0 writeback. I dispositivi possono essere aggiunti e scollegati dinamicamente dalla partizione senza interrompere l'uso del file system (i dati migrano automaticamente). \u041a\u0435\u043d\u0442 \u041e\u0432\u0435\u0440\u0441\u0442\u0440\u0438\u0442 (Kent Overstreet), \u0430\u0432\u0442\u043e\u0440 \u0432\u0445\u043e\u0434\u044f\u0449\u0435\u0439 \u0432 \u0441\u043e\u0441\u0442\u0430\u0432 \u044f\u0434\u0440\u0430 Linux \u0441\u0438\u0441\u0442\u0435\u043c\u044b \u043a\u044d\u0448\u0438\u0440\u043e\u0432\u0430\u043d\u0438\u044f \u0431\u043b\u043e\u0447\u043d\u044b\u0445 \u0443\u0441\u0442\u0440\u043e\u0439\u0441\u0442\u0432 \u043d\u0430 SSD-\u043d\u0430\u043a\u043e\u043f\u0438\u0442\u0435\u043b\u044f\u0445 BCache, \u0432 \u0441\u0432\u043e\u0451\u043c \u0432\u044b\u0441\u0442\u0443\u043f\u043b\u0435\u043d\u0438\u0438 \u043d\u0430 \u043a\u043e\u043d\u0444\u0435\u0440\u0435\u043d\u0446\u0438\u0438 LSFMM 2023 (Linux Storage, Filesystem, Memory Management & BPF Summit) 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