ການປ່ອຍ ZFS ໃນ Linux 0.8.0, ການປະຕິບັດ ZFS ສໍາລັບ Linux kernel

ຫຼັງ​ຈາກ​ການ​ພັດ​ທະ​ນາ​ເກືອບ​ສອງ​ປີ​ ນຳ ສະ ເໜີ ປ່ອຍຕົວ ZFS ໃນ Linux 0.8.0, ການປະຕິບັດລະບົບໄຟລ໌ ZFS ທີ່ຖືກຫຸ້ມຫໍ່ເປັນໂມດູນສໍາລັບ Linux kernel. ໂມດູນໄດ້ຖືກທົດສອບດ້ວຍແກ່ນ Linux ຈາກ 2.6.32 ຫາ 5.1. ແພັກເກດການຕິດຕັ້ງທີ່ພ້ອມຈະມາໃນໄວໆນີ້ ຈະຖືກກະກຽມ ສໍາລັບການແຈກຢາຍ Linux ທີ່ສໍາຄັນລວມທັງ Debian, Ubuntu, Fedora, RHEL/CentOS. ໂມດູນ ZFS ໃນ Linux ແມ່ນລວມຢູ່ໃນ Debian, Ubuntu, Gentoo, Sabayon Linux ແລະ ALT Linux.

ເປັນສ່ວນຫນຶ່ງຂອງ ZFS ໃນ Linux, ການປະຕິບັດອົງປະກອບ ZFS ທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບທັງການດໍາເນີນງານຂອງລະບົບໄຟລ໌ແລະການເຮັດວຽກຂອງຕົວຈັດການປະລິມານໄດ້ຖືກກະກຽມ. ໂດຍສະເພາະ, ອົງປະກອບດັ່ງຕໍ່ໄປນີ້ໄດ້ຖືກປະຕິບັດ: SPA (Storage Pool Allocator), DMU (ຫນ່ວຍງານການຄຸ້ມຄອງຂໍ້ມູນ), ZVOL (ZFS Emulated Volume) ແລະ ZPL (ZFS POSIX Layer). ນອກຈາກນັ້ນ, ໂຄງການສະຫນອງຄວາມສາມາດໃນການນໍາໃຊ້ ZFS ເປັນ backend ສໍາລັບລະບົບໄຟລ໌ cluster Luster. ວຽກງານຂອງໂຄງການແມ່ນອີງໃສ່ລະຫັດ ZFS ຕົ້ນສະບັບທີ່ນໍາເຂົ້າຈາກໂຄງການ OpenSolaris ແລະໄດ້ຮັບການປັບປຸງດ້ວຍການປັບປຸງແລະການແກ້ໄຂຈາກຊຸມຊົນ Illumos. ໂຄງການດັ່ງກ່າວແມ່ນໄດ້ຖືກພັດທະນາດ້ວຍການເຂົ້າຮ່ວມຂອງພະນັກງານຂອງຫ້ອງທົດລອງແຫ່ງຊາດ Livermore ພາຍໃຕ້ສັນຍາກັບກະຊວງພະລັງງານຂອງສະຫະລັດ.

ລະຫັດຖືກແຈກຢາຍພາຍໃຕ້ໃບອະນຸຍາດ CDDL ຟຣີ, ເຊິ່ງບໍ່ເຫມາະສົມກັບ GPLv2, ເຊິ່ງບໍ່ອະນຸຍາດໃຫ້ ZFS ໃນ Linux ປະສົມປະສານເຂົ້າໄປໃນສາຂາຕົ້ນຕໍຂອງ Linux kernel, ເນື່ອງຈາກວ່າການປະສົມລະຫັດພາຍໃຕ້ໃບອະນຸຍາດ GPLv2 ແລະ CDDL ແມ່ນບໍ່ອະນຸຍາດໃຫ້. ເພື່ອຫລີກລ້ຽງຄວາມບໍ່ສອດຄ່ອງຂອງໃບອະນຸຍາດນີ້, ມັນໄດ້ຖືກຕັດສິນໃຈແຈກຢາຍຜະລິດຕະພັນທັງຫມົດພາຍໃຕ້ໃບອະນຸຍາດ CDDL ເປັນໂມດູນທີ່ສາມາດໂຫຼດໄດ້ແຍກຕ່າງຫາກ, ເຊິ່ງສະຫນອງໃຫ້ແຍກຕ່າງຫາກຈາກຫຼັກ. ສະຖຽນລະພາບຂອງ ZFS ໃນ Linux codebase ແມ່ນຈັດອັນດັບທຽບກັບລະບົບໄຟລ໌ອື່ນໆສໍາລັບ Linux.

ການປ່ຽນແປງຕົ້ນຕໍ:

• ເພີ່ມການສະຫນັບສະຫນູນໃນຕົວສໍາລັບການເຂົ້າລະຫັດຂອງຂໍ້ມູນທີ່ເກັບໄວ້ໃນລະດັບຂອງລະບົບໄຟລ໌ແລະພາທິຊັນ. ສູດການເຂົ້າລະຫັດເລີ່ມຕົ້ນແມ່ນ aes-256-ccm. ຄໍາສັ່ງ "zfs load-key" ໄດ້ຖືກສະເຫນີໃຫ້ໂຫລດລະຫັດການເຂົ້າລະຫັດ;
• ປະຕິບັດຄວາມສາມາດໃນການໂອນຂໍ້ມູນທີ່ຖືກເຂົ້າລະຫັດເມື່ອປະຕິບັດຄໍາສັ່ງ 'zfs send' ແລະ 'zfs receive'. ເມື່ອລະບຸຕົວເລືອກ “-w”, ຂໍ້ມູນທີ່ເຂົ້າລະຫັດໄວ້ແລ້ວໃນສະນຸກເກີຈະຖືກໂອນໄປຫາສະນຸກເກີອື່ນ, ໂດຍບໍ່ມີການຖອດລະຫັດລະດັບປານກາງ. ດ້ວຍການຄັດລອກດັ່ງກ່າວ, ຂໍ້ມູນຍັງຄົງຖືກປົກປ້ອງໂດຍກະແຈຂອງຜູ້ສົ່ງ, ເຊິ່ງອະນຸຍາດໃຫ້ໃຊ້ໂຫມດນີ້ສໍາລັບການສໍາຮອງຂໍ້ມູນກັບລະບົບທີ່ບໍ່ຫນ້າເຊື່ອຖື (ໃນກໍລະນີຂອງການປະນີປະນອມຂອງຜູ້ຮັບ, ຜູ້ໂຈມຕີຈະບໍ່ສາມາດເຂົ້າເຖິງຂໍ້ມູນໂດຍບໍ່ມີກະແຈ);
• ເພີ່ມການຮອງຮັບການເອົາໄດຣຟ໌ຫຼັກອອກຈາກບ່ອນເກັບຂໍ້ມູນ, ເຊື່ອມຕໍ່ທັງເປັນສ່ວນບຸກຄົນ ແລະເປັນສ່ວນໜຶ່ງຂອງກະຈົກ. ການໂຍກຍ້າຍແມ່ນດໍາເນີນດ້ວຍຄໍາສັ່ງ "zpool remove". ຂະບວນການລຶບຄັດລອກຂໍ້ມູນຈາກໄດທີ່ຍົກເວັ້ນໄປຫາໄດຫຼັກທີ່ຍັງເຫຼືອຢູ່ໃນສະນຸກເກີ;
• ເພີ່ມຄໍາສັ່ງ "zpool checkpoint" ເພື່ອບັນທຶກສະຖານະປັດຈຸບັນຂອງສະນຸກເກີທີ່ມີຄວາມສາມາດໃນການມ້ວນຄືນການປ່ຽນແປງເພີ່ມເຕີມຕໍ່ກັບຈຸດທີ່ບັນທຶກໄວ້ໃນເວລາ (ຮູບພາບຂອງສະນຸກເກີທັງຫມົດແມ່ນຖືກສ້າງຂຶ້ນ). ຄຸນສົມບັດນີ້ສາມາດເປັນປະໂຫຍດໃນຂະບວນການປະຕິບັດວຽກງານບໍລິຫານທີ່ສັບສົນທີ່ອາດຈະເປັນອັນຕະລາຍ, ເຊິ່ງພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂປົກກະຕິນໍາໄປສູ່ການປ່ຽນແປງທີ່ບໍ່ສາມາດປ່ຽນແປງໄດ້ (ຕົວຢ່າງເຊັ່ນ, ການເປີດໃຊ້ທຸງສໍາລັບການເຮັດວຽກໃຫມ່ຂອງ ZFS ຫຼືການລ້າງຂໍ້ມູນ);
• ຄໍາສັ່ງ "zpool trim" ໄດ້ຖືກເພີ່ມເພື່ອແຈ້ງໃຫ້ໄດທີ່ໃຊ້ໃນສະນຸກເກີກ່ຽວກັບຂະແຫນງທີ່ບໍ່ໄດ້ໃຊ້ແລ້ວ. ການນໍາໃຊ້ການດໍາເນີນງານ TRIM ເຮັດໃຫ້ມັນເປັນໄປໄດ້ທີ່ຈະເພີ່ມປະສິດທິພາບຂອງ SSDs ແລະປ້ອງກັນການເສື່ອມໂຊມຂອງການປະຕິບັດຂອງພວກເຂົາ. ຄຸນສົມບັດ "autotrim" ໃຫມ່ໄດ້ຖືກສະເຫນີເພື່ອໃຫ້ສາມາດຂະບວນການພື້ນຖານຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງຂອງການສົ່ງຄໍາສັ່ງ TRIM;
• ເພີ່ມຄໍາສັ່ງ "zpool initialize" ເພື່ອເລີ່ມຕົ້ນພື້ນທີ່ດິສກ໌ທີ່ບໍ່ໄດ້ຈັດສັນທັງຫມົດ, ເຊິ່ງຊ່ວຍໃຫ້ມັນພ້ອມສໍາລັບການນໍາໃຊ້ທັນທີ, ໂດຍບໍ່ມີການທໍາລາຍປະສິດທິພາບໃນການເຂົ້າເຖິງຄັ້ງທໍາອິດ (ຕົວຢ່າງ, ໃນເວລາທີ່ hosting ການເກັບຮັກສາ virtualized ເຊັ່ນ VMware VMDK);
• ເພີ່ມການສະຫນັບສະຫນູນສໍາລັບໂຄຕ້າບັນຊີແລະລະດັບໂຄງການ, ນອກເຫນືອຈາກໂຄຕ້າຜູ້ໃຊ້ທີ່ມີຢູ່ກ່ອນຫນ້າແລະລະດັບກຸ່ມ. ໂດຍເນື້ອແທ້ແລ້ວ, ໂຄງການແມ່ນພື້ນທີ່ແຍກຕ່າງຫາກຂອງວັດຖຸທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບຕົວລະບຸແຍກຕ່າງຫາກ (ລະຫັດໂຄງການ). ການຜູກມັດແມ່ນຖືກກໍານົດໂດຍຜ່ານການດໍາເນີນງານ 'chattr -p' ຫຼືຜ່ານຄຸນສົມບັດມໍລະດົກ. ສໍາລັບການຄຸ້ມຄອງໂຄງການ, ຄໍາສັ່ງ "zfs project" ແລະ "zfs projectspace" ຖືກນໍາສະເຫນີ, ເຊິ່ງຊ່ວຍໃຫ້ທ່ານສາມາດຈັດການການສ້າງໂຄງການແລະກໍານົດຂອບເຂດຈໍາກັດພື້ນທີ່ດິດສໍາລັບພວກມັນ;
• ເພີ່ມຄວາມສາມາດໃນການສ້າງສະຄິບ Lua ເພື່ອອັດຕະໂນມັດການເຮັດວຽກຕ່າງໆກັບ ZFS. ສະຄຣິບຖືກແລ່ນຢູ່ໃນສະພາບແວດລ້ອມທີ່ໂດດດ່ຽວພິເສດໂດຍໃຊ້ຄໍາສັ່ງ "zpool program";
• ຫ້ອງສະຫມຸດໃຫມ່ໄດ້ປະຕິບັດ pyzfs, ເຊິ່ງສະຫນອງ API ທີ່ຫມັ້ນຄົງສໍາລັບການຄຸ້ມຄອງ ZFS ຈາກຄໍາຮ້ອງສະຫມັກ Python. ຫ້ອງສະຫມຸດແມ່ນ wrapper ປະມານ libzfs_core ແລະສະຫນອງຊຸດຫນ້າທີ່ດຽວກັນ, ແຕ່ໃຊ້ປະເພດ Python ທີ່ໃກ້ຊິດ;
• arcstat, arcsummary, ແລະ dbufstat utilities ໄດ້ຖືກເຮັດໃຫ້ເຂົ້າກັນໄດ້ກັບ Python 3. ຍູທິລິຕີ້ arcstat.py, arc_summary.py, ແລະ dbufstat.py ໄດ້ຖືກປ່ຽນຊື່ເປັນເວີຊັນທີ່ບໍ່ມີນາມສະກຸນ ".py";
• ເພີ່ມການສະຫນັບສະຫນູນສໍາລັບການໂຕ້ຕອບແກ່ນ Linux Direct IO (O_DIRECT), ເຊິ່ງອະນຸຍາດໃຫ້ເຂົ້າເຖິງຂໍ້ມູນໂດຍບໍ່ມີການ buffering ແລະ bypassing cache;
• ການເພີ່ມປະສິດທິພາບການເພີ່ມປະສິດທິພາບໄດ້ນໍາສະເຫນີ:
  • ການເຮັດວຽກຂອງຄໍາສັ່ງ "scrub" ແລະ "resilver" ໄດ້ຖືກເລັ່ງເນື່ອງຈາກການແບ່ງອອກເປັນສອງໄລຍະ (ໄລຍະແຍກຕ່າງຫາກໄດ້ຖືກຈັດສັນສໍາລັບການສະແກນ metadata ແລະກໍານົດສະຖານທີ່ຂອງ blocks ທີ່ມີຂໍ້ມູນໃນແຜ່ນ, ເຊິ່ງອະນຸຍາດໃຫ້ມີການກວດສອບເພີ່ມເຕີມໂດຍໃຊ້ຂໍ້ມູນຕາມລໍາດັບ. ການອ່ານ);
  • ເພີ່ມການສະຫນັບສະຫນູນສໍາລັບຫ້ອງຮຽນຈັດສັນ,
    ອະນຸຍາດໃຫ້ SSDs ຂ້ອນຂ້າງນ້ອຍຖືກລວມເຂົ້າກັນແລະໃຊ້ເພື່ອເກັບຮັກສາບາງປະເພດຂອງບລັອກທີ່ໃຊ້ທົ່ວໄປ, ເຊັ່ນ: metadata, ຂໍ້ມູນ DDT, ແລະບລັອກໄຟລ໌ຂະຫນາດນ້ອຍ;

  • ການປັບປຸງການປະຕິບັດຄໍາສັ່ງ admin ເຊັ່ນ:
    "zfs list" ແລະ "zfs get", ໂດຍການເກັບຂໍ້ມູນ metadata ທີ່ຈໍາເປັນສໍາລັບການປະຕິບັດງານຂອງພວກເຂົາ;

  • ເພີ່ມການສະຫນັບສະຫນູນສໍາລັບການຂະຫນານຂອງການດໍາເນີນງານການຈັດສັນຕັນໂດຍການດໍາເນີນການຂະບວນການຈັດສັນແຍກຕ່າງຫາກສໍາລັບແຕ່ລະກຸ່ມ metaslab. ໃນລະບົບທໍາມະດາ, ມີການເພີ່ມປະສິດທິພາບເພີ່ມຂຶ້ນ 5-10%, ແຕ່ໃນຂະຫນາດໃຫຍ່ (8 128 GB SSD, 24 core NUMA, 256 GB ຂອງ RAM), ການເພີ່ມຂຶ້ນຂອງການປະຕິບັດການຈັດສັນຕັນສາມາດບັນລຸ 25%;
  • ເພີ່ມຄວາມເປັນໄປໄດ້ຂອງການປະຕິບັດການຊັກຊ້າຂອງຄໍາສັ່ງ "Resilver" (ການສ້າງການແຈກຢາຍຂໍ້ມູນຄືນໃຫມ່ໂດຍຄໍານຶງເຖິງການປ່ຽນແປງໃນການຕັ້ງຄ່າຂອງໄດ) - ຖ້າອັນກ່ອນຫນ້າຍັງບໍ່ທັນສໍາເລັດໃນເວລາທີ່ເລີ່ມຕົ້ນການດໍາເນີນການໃຫມ່, ຫຼັງຈາກນັ້ນຕົວຈັດການໃຫມ່ຈະເລີ່ມປະຕິບັດພຽງແຕ່ຫຼັງຈາກ. ທ້າຍຂອງຫນຶ່ງທີ່ຜ່ານມາ;
  • ການເພີ່ມປະສິດທິພາບໄດ້ຖືກເພີ່ມເຂົ້າໃນ ZIL (ZFS Intent Log) ເພື່ອອະນຸຍາດໃຫ້ສ້າງແລະການປຸງແຕ່ງຕັນຢູ່ໃນທີ່ປະທັບຂອງຕັນທີ່ຍັງຖືກປຸງແຕ່ງໂດຍການເກັບຮັກສາ;
  • ຫຼຸດຜ່ອນເວລາລົງທະບຽນສໍາລັບພາທິຊັນ (zvol) ໃນລະບົບ. ໃນເວລາທີ່ສະນຸກເກີມີຈໍານວນຂະຫນາດໃຫຍ່ຂອງພາທິຊັນ, ພວກມັນສາມາດໃຊ້ໄດ້ທັນທີຫຼັງຈາກເຮັດ "ການນໍາເຂົ້າ zpool";
  • ເພີ່ມການສະຫນັບສະຫນູນການຄິດໄລ່ຮາດແວທີ່ເລັ່ງການຄິດໄລ່ SHA256 hashes ແລະການດໍາເນີນງານການເຂົ້າລະຫັດ AES-GSM ໂດຍໃຊ້ຊິບ Intel QAT (Quick Assist Technology). ເພີ່ມການຮອງຮັບການເລັ່ງຮາດແວຂອງຊິບເຊັດ Intel C62x ແລະ CPU Atom C3000.

ແຫຼ່ງຂໍ້ມູນ: opennet.ru