ການສົ່ງເສີມ Bcachefs ກັບ Linux Kernel

Kent Overstreet, ຜູ້ຂຽນຂອງ BCache SSD block device caching system, ເຊິ່ງເປັນສ່ວນຫນຶ່ງຂອງ Linux kernel, ໄດ້ສະຫຼຸບຜົນຂອງການເຮັດວຽກກ່ຽວກັບການສົ່ງເສີມລະບົບໄຟລ໌ Bcachefs ໃນຄໍາເວົ້າຂອງລາວໃນກອງປະຊຸມ LSFMM 2023 (Linux Storage, Filesystem, Memory Management. & BPF Summit) ເຂົ້າໄປໃນອົງປະກອບຕົ້ນຕໍຂອງ Linux kernel ແລະເວົ້າກ່ຽວກັບແຜນການສໍາລັບການພັດທະນາຕໍ່ໄປຂອງ FS ນີ້. ໃນເດືອນພຶດສະພາ, ຊຸດການປັບປຸງໃຫມ່ທີ່ມີການຈັດຕັ້ງປະຕິບັດ Bcachefs FS ໄດ້ຖືກສະເຫນີໃຫ້ມີການທົບທວນຄືນແລະລວມຢູ່ໃນອົງປະກອບຕົ້ນຕໍຂອງແກ່ນ Linux. FS Bcachefs ໄດ້ຮັບການພັດທະນາປະມານ 10 ປີ. ຄວາມພ້ອມສໍາລັບການທົບທວນຄືນການປະຕິບັດ Bcachefs ກ່ອນທີ່ຈະລວມຢູ່ໃນຫຼັກໄດ້ຖືກປະກາດໃນທ້າຍປີ 2020, ແລະສະບັບປະຈຸບັນຂອງ patches ພິຈາລະນາຄໍາຄິດເຫັນແລະຂໍ້ບົກຜ່ອງທີ່ໄດ້ກໍານົດໃນລະຫວ່າງການທົບທວນທີ່ຜ່ານມາ.

ເປົ້າຫມາຍການພັດທະນາ Bcachefs ແມ່ນເພື່ອບັນລຸລະດັບ XFS ໃນການປະຕິບັດ, ຄວາມຫນ້າເຊື່ອຖືແລະຂະຫນາດ, ໃນຂະນະທີ່ສະຫນອງຄຸນນະສົມບັດເພີ່ມເຕີມທີ່ມີຢູ່ໃນ Btrfs ແລະ ZFS, ເຊັ່ນ: ລວມທັງອຸປະກອນຫຼາຍໃນພາທິຊັນ, ການຈັດວາງການເກັບຮັກສາຫຼາຍຊັ້ນ, ການຈໍາລອງ (RAID 1/10), caching, ການບີບອັດຂໍ້ມູນໂປ່ງໃສ (LZ4, gzip ແລະ ZSTD modes), ແຜ່ນລັດ (snapshots), ການກວດສອບຄວາມຖືກຕ້ອງໂດຍ checksums, ຄວາມສາມາດໃນການເກັບຮັກສາລະຫັດການແກ້ໄຂຂໍ້ຜິດພາດ Reed-Solomon (RAID 5/6), ການເກັບຮັກສາຂໍ້ມູນທີ່ຖືກເຂົ້າລະຫັດ (ChaCha20 ແລະ Poly1305). ຖືກນໍາໃຊ້). ໃນແງ່ຂອງການປະຕິບັດ, Bcachefs ແມ່ນຢູ່ຂ້າງຫນ້າຂອງ Btrfs ແລະລະບົບໄຟລ໌ອື່ນໆໂດຍອີງໃສ່ກົນໄກການ Copy-on-Write, ແລະສະແດງໃຫ້ເຫັນການປະຕິບັດທີ່ໃກ້ຊິດກັບ Ext4 ແລະ XFS.

ຂອງຜົນສໍາເລັດຫລ້າສຸດໃນການພັດທະນາຂອງ Bcachefs, ສະຖຽນລະພາບຂອງການປະຕິບັດຂອງ snapshots ທີ່ມີຢູ່ສໍາລັບການຂຽນແມ່ນສັງເກດເຫັນ. ເມື່ອປຽບທຽບກັບ Btrfs, ພາບຖ່າຍໃນ Bcachefs ປະຈຸບັນສາມາດຂະຫຍາຍໄດ້ດີກວ່າຫຼາຍແລະບໍ່ມີບັນຫາທີ່ມີຢູ່ໃນ Btrfs. ໃນທາງປະຕິບັດ, ການເຮັດວຽກຂອງ snapshots ໄດ້ຖືກທົດສອບໃນເວລາທີ່ຈັດຕັ້ງການສໍາຮອງຂໍ້ມູນ MySQL. Bcachefs ຍັງໄດ້ເຮັດວຽກຫຼາຍຢ່າງເພື່ອປັບປຸງການຂະຫຍາຍ - ລະບົບໄຟລ໌ໄດ້ປະຕິບັດໄດ້ດີໃນການທົດສອບໃນບ່ອນເກັບມ້ຽນ 100 TB, ແລະ Bcachefs ຄາດວ່າຈະຖືກປະຕິບັດໃນການເກັບຮັກສາ 1 PB ໃນອະນາຄົດອັນໃກ້ນີ້. ໂໝດ nocow ໃໝ່ໄດ້ຖືກເພີ່ມເຂົ້າເພື່ອປິດການນຳໃຊ້ກົນໄກ "copy-on-write" (nocow). ໃນຊ່ວງລຶະເບິ່ງຮ້ອນ, ພວກເຂົາວາງແຜນທີ່ຈະນໍາເອົາການປະຕິບັດລະຫັດການແກ້ໄຂຂໍ້ຜິດພາດແລະ RAIDZ ໄປສູ່ສະຖານະທີ່ຫມັ້ນຄົງ, ເຊັ່ນດຽວກັນກັບການແກ້ໄຂບັນຫາການບໍລິໂພກຫນ່ວຍຄວາມຈໍາສູງໃນເວລາທີ່ການຟື້ນຟູແລະການກວດສອບລະບົບໄຟລ໌ດ້ວຍ fsck utility.

ຂອງແຜນການສໍາລັບອະນາຄົດ, ຄວາມປາຖະຫນາທີ່ຈະໃຊ້ພາສາ Rust ໃນການພັດທະນາ Bcachefs ໄດ້ຖືກກ່າວເຖິງ. ອີງຕາມຜູ້ຂຽນຂອງ Bcachefs, ລາວມັກລະຫັດ, ບໍ່ແມ່ນການແກ້ບັນຫາລະຫັດ, ແລະໃນປັດຈຸບັນມັນບ້າທີ່ຈະຂຽນລະຫັດໃນ C ເມື່ອມີທາງເລືອກທີ່ດີກວ່າ. Rust ມີສ່ວນຮ່ວມໃນ Bcachefs ແລ້ວໃນການປະຕິບັດບາງສ່ວນຂອງການນໍາໃຊ້ພື້ນທີ່ຜູ້ໃຊ້. ຍິ່ງໄປກວ່ານັ້ນ, ແນວຄວາມຄິດແມ່ນໄດ້ຖືກ hatched ເພື່ອຄ່ອຍໆຂຽນຄືນໃຫມ່ Bcachefs ໃນ Rust, ເນື່ອງຈາກວ່າການນໍາໃຊ້ພາສານີ້ຊ່ວຍປະຢັດເວລາ debugging ຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ.

ສໍາລັບການເຄື່ອນຍ້າຍ Bcachefs ເຂົ້າໄປໃນຫຼັກຂອງ Linux kernel, ຂະບວນການຮັບຮອງເອົາອາດຈະຊັກຊ້າເນື່ອງຈາກການປ່ຽນແປງຂະຫນາດໃຫຍ່ (2500 patches ແລະປະມານ 90 ພັນເສັ້ນຂອງລະຫັດ), ເຊິ່ງຍາກທີ່ຈະທົບທວນຄືນ. ເພື່ອເລັ່ງການທົບທວນຄືນ, ບາງນັກພັດທະນາໄດ້ແນະນໍາການແຍກຊຸດ patch ອອກເປັນສ່ວນຂະຫນາດນ້ອຍກວ່າແລະມີເຫດຜົນ. ໃນລະຫວ່າງການສົນທະນາ, ຜູ້ເຂົ້າຮ່ວມບາງຄົນຍັງໄດ້ດຶງດູດຄວາມສົນໃຈກັບການພັດທະນາໂຄງການໂດຍຜູ້ພັດທະນາຫນຶ່ງແລະອັນຕະລາຍທີ່ລະຫັດສາມາດຖືກປະໄວ້ໂດຍບໍ່ມີການຮັກສາຖ້າມີບາງສິ່ງບາງຢ່າງເກີດຂຶ້ນກັບນັກພັດທະນາຂອງຕົນ (ສອງພະນັກງານ Red Hat ມີຄວາມສົນໃຈໃນໂຄງການ, ແຕ່ວຽກງານຂອງພວກເຂົາແມ່ນຍັງຢູ່. ການ​ແກ້​ໄຂ​ຂໍ້​ຜິດ​ພາດ​ຈໍາ​ກັດ​)​.

Bcachefs ຖືກພັດທະນາໂດຍໃຊ້ເທກໂນໂລຍີທີ່ໄດ້ຮັບການທົດສອບແລ້ວໃນການພັດທະນາອຸປະກອນບລັອກ Bcache, ຖືກອອກແບບມາເພື່ອ cache ການເຂົ້າເຖິງຮາດດິດຊ້າໃນ SSDs ໄວ (ລວມຢູ່ໃນແກ່ນນັບຕັ້ງແຕ່ການປ່ອຍ 3.10). Bcachefs ໃຊ້ກົນໄກການ Copy-on-Write (COW) ເຊິ່ງການປ່ຽນແປງບໍ່ໄດ້ນໍາໄປສູ່ການຂຽນທັບຂໍ້ມູນ - ລັດໃຫມ່ຖືກຂຽນໄປຫາສະຖານທີ່ໃຫມ່, ຫຼັງຈາກນັ້ນຕົວຊີ້ວັດຂອງລັດໃນປະຈຸບັນມີການປ່ຽນແປງ.

ຄຸນນະສົມບັດຂອງ Bcachefs ແມ່ນການສະຫນັບສະຫນູນສໍາລັບການເຊື່ອມຕໍ່ຫຼາຍຊັ້ນຂອງໄດ, ໃນການເກັບຮັກສາແມ່ນປະກອບດ້ວຍຫຼາຍຊັ້ນ - ໄດໄວທີ່ສຸດ (SSDs) ແມ່ນເຊື່ອມຕໍ່ກັບຊັ້ນລຸ່ມ, ເຊິ່ງຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອ cache ຂໍ້ມູນເລື້ອຍໆ, ແລະຮູບແບບຊັ້ນເທິງ. ແຜ່ນ capacious ແລະລາຄາຖືກກວ່າທີ່ເກັບຮັກສາຂໍ້ມູນທີ່ຕ້ອງການຫນ້ອຍ . ແຄດ Writeback ສາມາດໃຊ້ລະຫວ່າງຊັ້ນຕ່າງໆໄດ້. ໄດຣຟ໌ສາມາດຖືກເພີ່ມເຂົ້າ ແລະແຍກອອກຈາກພາທິຊັນໂດຍບໍ່ລົບກວນການນຳໃຊ້ລະບົບໄຟລ໌ (ຂໍ້ມູນຈະເຄື່ອນຍ້າຍໂດຍອັດຕະໂນມັດ).

ແຫຼ່ງຂໍ້ມູນ: opennet.ru