ווסטרן דיגיטל פרסמה מערכת קבצים מיוחדת של Zonefs עבור כוננים אזוריים

מנהל פיתוח תוכנה ב-Western Digital מוצע ברשימת התפוצה של מפתחי ליבת לינוקס, מערכת קבצים חדשה בשם Zonefs, שמטרתה לפשט עבודה ברמה נמוכה עם התקני אחסון אזוריים. Zonefs משייך כל אזור בכונן לקובץ נפרד שניתן להשתמש בו לאחסון נתונים במצב גולמי ללא מניפולציה ברמת המגזר והחסימה.

Zonefs אינו FS תואם POSIX והוא מוגבל להיקף צר למדי המאפשר ליישומים להשתמש ב-API של הקבצים במקום לגשת ישירות להתקן הבלוק באמצעות ioctl. קבצים הקשורים לאזור דורשים פעולות כתיבה רציפות החל מסוף הקובץ (כתיבה במצב הוספה).

הקבצים המסופקים ב-Zonefs יכולים לשמש להצבה על גבי כונני מסד נתונים אזוריים המשתמשים במבני אחסון בצורה של יומני LSM (log-structured merge), החל מהרעיון של קובץ אחד - אזור אחסון אחד. לדוגמה, מבנים דומים משמשים במסדי הנתונים של RocksDB ו-LevelDB. הגישה המוצעת מאפשרת להפחית את העלות של העברת קוד שתוכנן במקור לתפעל קבצים במקום לחסום מכשירים, כמו גם לארגן עבודה ברמה נמוכה עם כוננים אזוריים מיישומים בשפות תכנות שאינן C.

כוננים תחת אזורים מְרוּמָז מכשירים מופעלים דיסקים מגנטיים קשיחים או NVMe SSD, שטח האחסון שבו מחולק לאזורים המרכיבים קבוצות של בלוקים או סקטורים, שלתוכם מותרת רק הוספה רציפה של נתונים עם עדכון כל קבוצת הבלוקים.

לדוגמה, ייעוד הקלטה משמש במכשירים עם הקלטה מגנטית מרוצפת (הקלטה מגנטית רעפים, SMR), שבו רוחב המסלול קטן מרוחב הראש המגנטי, וההקלטה מתבצעת בחפיפה חלקית של המסלול הסמוך, כלומר. כל הקלטה חוזרת גורמת לצורך להקליט מחדש של כל קבוצת הרצועות. לגבי כונני SSD, הם כבולים בתחילה לפעולות כתיבה עוקבות עם ניקוי נתונים ראשוני, אך פעולות אלו מוסתרות ברמת הבקר ובשכבת FTL (שכבת תרגום פלאש). כדי להגביר את היעילות עבור סוגים מסוימים של עומס, ארגון NVMe תקן את ממשק ה-ZNS (Zoned Namespaces), המאפשר גישה ישירה לאזורים, תוך עקיפת שכבת FTL.

בלינוקס עבור כוננים קשיחים אזוריים מאז ליבה 4.10 מוּצָע התקני ZBC (SCSI) ו-ZAC (ATA), והחל מהגרסה 4.13, נוסף המודול dm-zoned, המייצג כונן אזורי כהתקן בלוק רגיל, ומסתיר את מגבלות הכתיבה שהופעלו במהלך הפעולה. ברמת מערכת הקבצים, תמיכה ב- zoning כבר שולבה במערכת הקבצים F2FS, וערכת תיקונים למערכת הקבצים Btrfs נמצאת בפיתוח, שהתאמתם לכוננים אזוריים מפושטת על ידי עבודה ב-CoW (Copy-on -כתוב).
תפעול Ext4 ו-XFS על כוננים אזוריים ניתן לארגן באמצעות dm-zoned. כדי לפשט את התרגום של מערכות קבצים, מוצע ממשק ה-ZBD, שמתרגם פעולות כתיבה אקראיות לקבצים לזרמים של פעולות כתיבה עוקבות.

מקור: OpenNet.ru