カーネル開発者メーリングリストでの議論については Linux BeamFSファイルシステムを実装するパッチが公開されました。このシステムは、リード・ソロモン符号化を用いて、シングルドライブ構成において破損したデータをその場で検出・復旧します。BeamFSの主な用途としては、衛星搭載コンピュータ、放射線治療室の機器、高放射線環境で動作するその他のシステムなどが挙げられます。これらのシステムでは、情報の読み取り不能よりも、破損したデータの復旧の方が重要となります。
BeamFSはデフォルトでは、255バイトのブロックごとに最大8バイトの失われたデータを、7%のオーバーヘッド（保存データ4096バイトごとに288バイトのリカバリコード）で回復できます。エラー訂正コードは、データだけでなく、スーパーブロック、inode、ディレクトリインデックス、ビットマップ内のサービス情報にも適用されます。読み取り操作のたびに、整合性チェックと欠落データの回復試行が実行されます。情報の正確性が保証できない場合、操作は「-EIO」エラーで失敗し、破損したデータのサイレントリカバリは防止されます。
実験の結果、i.MX 8M Plus ボードに照射すると、 Linux また、20～58 meVのエネルギーを持つ陽子を用いたext4ファイルシステムでは、全障害の90%がファイルシステムおよびストレージデバイスドライバのレベルで発生しました。ドライブからの読み取り中にシングルビット破損が発生するシミュレーションも実施しました。BeamFSとBtrfsはデータ破損を正常に検出し、常にエラーを返しましたが、ext4とext3は破損したデータをサイレントに返しました。
BeamFSは、物理ストレージデバイスからの読み出しからRAM内のページキャッシュへの転送までの段階でのみ、データの整合性と復旧を保証します。RAMストレージの整合性は、エラー訂正メモリチップを使用することで維持できます。
BeamFSの制限事項の一つとして、ジャーナリングとコピーオンライト（CoW）モードのサポートがないことが挙げられます。メタデータはランダムな順序でドライブに書き込まれるため、異常シャットダウンが発生した場合は、fsckを使用した完全なチェックが必要になります。
BeamFSに加えて、最近ではカーネル向けに Linux さらに2つのファイルシステムが提案された。
- 数日前に開催された会議で Linux 2026年の配管工会議所において、ファーウェイのエンジニアがカーネル向けのXMFS（クロスノードeXpressメモリファイルシステム）ファイルシステムについて発表した（ビデオ、スライド）。 LinuxXMFSは、すべてのノードでRAMを共有するクラスタ環境での使用を想定して設計されています（tmpfsと同様ですが、すべてのノードで共有されます）。XMFSは、標準のPOSIXファイルシステムインターフェースを使用して外部メモリを操作することを可能にし、CXL 3.0（Compute Express Link）やHuawei United Busなどの技術を使用して直接アドレス指定されます。このプロジェクトは現在、実験的なプロトタイプ段階にあり、内部テストを実施中で、カーネルへの統合準備はまだ整っていません。
ファイルシステムは、割り当て機能を備えた分散ファイルシステムの古典的なアーキテクチャを採用しています。 サーバージャーナリング、inodeテーブルの維持、コンテンツとメタデータを個々のノードメモリにマッピングする役割を担う。
コンテナイメージをノード間で共有するなどのタスクにXMFSを使用するテストを行ったところ、実装結果は、大きなメモリページ（2MBの巨大ページ）を有効にしたtmpfsと同等のパフォーマンスを示しました。
- AIを活用して開発されたMeshXFSファイルシステムは、クラスター内の複数のノードで同時に使用できるように改良されたXFSの派生版です。MeshXFSは、共有ブロックデバイスを異なるノードに読み書きモードでマウントすることを可能にし、データの整合性を維持し、同時データアクセス中のロックを管理します。このプロジェクトは、AIモデルを使用してデータを作成する実現可能性を検証する実験として始まりました。 Linux分散ロック、同時アクセス、クラッシュリカバリをサポートするファイルシステムを備えたドライバ。主な開発はClaude Opusを用いて行われたが、特に複雑な問題に対処するためにClaude Fable、GPT、Gemini、Astraも使用された。この実験は成功とみなされ、MeshXFSの複数の動作版が既に公開されている。
XFS の上に実装された追加機能には、2 つの分散ロック管理モード (ネットワーク同期と別の共有ディスクへの状態の保存)、ノード間のキャッシュの一貫性、リカバリ ジャーナリング、およびクラスタ ファイルシステムの特定の仕様に合わせたディスク フォーマットとユーティリティの適応が含まれます。iSCSI 経由で接続された共有ストレージ (16 ノードでテスト済み) または DRBD を使用したブロック デバイス レプリケーションでの動作がサポートされています。ロック調整、ノード検出機能、可用性チェック、および障害ノード検出は、単一の共有カーネル モジュールで実装されています。動作は Proxmox VE 9、RHEL 9、 Ubuntu 24.04/26.04と Debian 12 / 13。
出所： オープンネット.ru
