Linux Kernel 6.2 יכלול שיפורים ב-RAID5/6 ב-Btrfs

שיפורים ב-Btrfs הוצעו להכללה בליבת Linux 6.2 כדי לתקן את בעיית חור הכתיבה ביישום RAID 5/6. מהות הבעיה מסתכמת בכך שאם מתרחשת קריסה במהלך ההקלטה, לא ניתן בשלב ראשון להבין באיזה בלוק על איזה מכשיר RAID נכתב נכון, ובאיזה לא הושלמה ההקלטה. אם תנסה לשחזר RAID במצב זה, ייתכן שהבלוקים התואמים לחסימות החתומים יושמדו מכיוון שמצב בלוקי ה-RAID אינו מסונכרן. בעיה זו מתרחשת בכל מערכי RAID1/5/6 שבהם לא ננקטו אמצעים מיוחדים כדי להילחם בהשפעה זו.

ביישום RAID, כמו RAID1 ב-btrfs, בעיה זו נפתרת על ידי שימוש בסכומי ביקורת בשני העותקים; אם יש אי התאמה, הנתונים פשוט משוחזרים מהעותק השני. גישה זו פועלת גם אם מכשיר כלשהו מתחיל לשלוח נתונים שגויים במקום כשל מוחלט.

עם זאת, במקרה של RAID5/6, מערכת הקבצים אינה מאחסנת סכומי בדיקה עבור בלוקי הזוגיות: במצב רגיל, תקפות הבלוקים מאומתת על ידי העובדה שכולם מסוכמים בבדיקה, וניתן לשחזר את בלוק הזוגיות מהנתונים. עם זאת, במקרה של הקלטה חלקית, ייתכן שגישה זו לא תעבוד במצבים מסוימים. במקרה זה, בעת שחזור מערך, יתכן כי בלוקים שנכללים תחת רשומה לא שלמה ישוחזרו באופן שגוי.

במקרה של btrfs, בעיה זו רלוונטית ביותר אם התקליט המופק קטן מהפס. במקרה זה, מערכת הקבצים חייבת לבצע פעולת קריאה-שינוי-כתיבה (קריאה-שינוי-כתיבה, RMW). אם זה נתקל בחסימות עם כתיבה לא מלאה, פעולת RMW עלולה לגרום לשחיתות שלא תתגלה, ללא קשר לסכומי הבדיקה. המפתחים ביצעו שינויים בהם פעולת ה-RMW בודקת את ה-checksum של בלוקים לפני ביצוע פעולה זו, ואם יש צורך בשחזור נתונים, היא בודקת גם את הסכומים לאחר ההקלטה. למרבה הצער, במצב של כתיבת פס לא שלם (RMW), הדבר מוביל לתוספת תקורה לחישוב סכומי ביקורת, אך מגדיל משמעותית את האמינות. עבור RAID6, לוגיקה כזו עדיין לא מוכנה, עם זאת, עבור כשל כזה ב-RAID6 יש צורך שהכתיבה תיכשל ב-2 מכשירים בו-זמנית, וזה פחות סביר.

בנוסף, אנו יכולים לציין המלצות לשימוש ב-RAID5/6 מהמפתחים, שמהותן מסתכמת בעובדה שב-Btrfs פרופיל המטא נתונים ואחסון הנתונים עשויים להיות שונים. במקרה זה, אתה יכול להשתמש בפרופיל RAID1 (מראה) או אפילו RAID1C3 (3 עותקים) עבור מטא נתונים, ו-RAID5 או RAID6 עבור נתונים. זה מבטיח הגנה אמינה על מטא נתונים והיעדר "חור כתיבה", מצד אחד, וניצול יעיל יותר של שטח, האופייני ל-RAID5/6, מצד שני. זה מאפשר להימנע משחיתות של מטא נתונים ולתקן שחיתות נתונים.

כמו כן, ניתן לציין כי עבור SSDs ב-Btrfs בקרנל 6.2, הביצוע האסינכרוני של פעולת ה-"discard" יופעל כברירת מחדל (סימון בלוקים משוחררים שאין עוד צורך באחסון פיזי). היתרון של מצב זה הוא ביצועים גבוהים בשל הקיבוץ האפקטיבי של פעולות "השליך" בתור ועיבוד נוסף של התור על ידי מעבד רקע, וזו הסיבה שפעולות FS רגילות אינן מאטות, כפי שקורה בסינכרוני " discard” כאשר בלוקים משתחררים, וה-SSD יכול לקבל החלטות טובות יותר. מצד שני, לא תצטרכו יותר להשתמש בכלי עזר כמו fstrim, מכיוון שכל הבלוקים הזמינים ינוקו ב-FS ללא צורך בסריקה נוספת וללא האטת פעולות.

מקור: OpenNet.ru