Prezentēts XRAID ar RAID realizāciju XFS.

Kristofs Helvigs (Christoph Hellwig), KVM, Slab Allocator un PowerPC arhitektūras DMA apakšsistēmas uzturētājs Linux kodolā, prezentēja pirmo publisko XRAID laidienu, dekristalizēta RAID realizāciju ar paritātes kontroli, kas integrēta XFS failu sistēmā. Projekta mērķis ir pievienot RAID izmantošanas iespēju zonētos glabāšanas ierīcēs, piemēram, SMR (Shingled Magnetic Recording) diskos, un nodrošināt augstas veiktspējas RAID realizāciju datu integritātes uzturēšanai. Papildus zonētām ierīcēm, XRAID arī atbalsta darbību parastos cietajos diskos un SSD, demonstrējot pēdējā būtisku veiktspējas pieaugumu salīdzinājumā ar mdraid (līdz 20 reizes rakstīšanas laikā).

XRAID inforācijas izplatīšanai pa glabāšanas ierīcēm tiek izmantota dekristalizēta paritātes kontrole, kas līdzīga dRAID OpenZFS, kur katram karstajam rezerves diskam netiek rezervēti atsevišķi glabāšanas ierīces, bet dati, paritātes kontroles informācija un brīvā rezerves vieta (spare space) tiek vienmērīgi sadalīti pa visām glabāšanas ierīcēm. Lasīšanas, rakstīšanas un avārijas atjaunošanas process aptver visas esošās glabāšanas ierīces, kas palielina caurlaidspēju, samazina slodzi uz atsevišķiem diskiem, ļauj izvairīties no ievērojama veiktspējas samazinājuma avāriju gadījumā un ievērojami paātrina masīva atjaunošanas procesu pēc jaunu vai nomainītu glabāšanas ierīču pievienošanas.

Dekristalizētie RAID arī vienkāršo augstas pieejamības masīvu izveidi ar ļoti lielu diskdziņu skaitu. Avāriju atjaunošanas procesā XRAID dinamiskā kārtībā nosaka glabāšanas ierīču atjaunošanas secību, vispirms apstrādājot zonas ar lielāku liekās informācijas zudumu un atjaunojot zonas ar datiem pirms zonām ar paritātes kontroles informāciju.

XRAID sākotnēji tika izstrādāts, ņemot vērā iespēju izmantot zonētus krātuves ierīces, kur uzglabāšanas vieta tiek sadalīta zonās, kas veido bloku vai sektoru grupas. Šādās ierīcēs tiek pieļauta tikai secīga datu pievienošana, atjaunojot visa bloku grupu. Piemēram, ierakstu zonēšana tiek piemērota SMR (Shingled Magnetic Recording) diskos, kuros ceļa platums ir mazāks par magnētiskās galviņas platumu, un ieraksts tiek veikts ar daļēju blakus ceļa pārklāšanos, t.i., jebkura pārrakstīšana prasa visas ceļu grupas pārrakstīšanu.

Lai atbalstītu zonētās ierīces, XRAID izmanto blokdistributor, kas tiek īstenots XFS un Linux kodolā, kurš izmanto zonētu allocatoru, kas izmanto RT apjomu (RealTime subvolume) datu un metadatu atsevišķai uzglabāšanai (zonās ar secīgu ierakstu tiek glabāts tikai failu saturs, bet failu sistēmas metadati tiek novietoti parastajās zonās vai papildu SSD ierīcēs).

XRAID mehānismi RAID kļūdu kontroli izmanto tikai failu satura gadījumā, bet metadatu pārpalikums tiek īstenots, izmantojot jau esošos Linux koda draiverus, piemēram, ar MD RAID spoguļošanas palīdzību, kas ir efektīvāks mazām objektiem, kas tiek atjaunoti vietā. RAID īstenošana tiek iebūvēta XFS līdz zonēto I/O apstrādātājiem, kuri attēlo fiziskās zonas pamata ierīcēs loģisku zonu veidā, līdzīgi kā daudzslāņu bloku ierīce.

Darbs pie XRAID notiek jau pusotru gadu, un, lai gan īstenošana vēl nav gatava integrācijai pamatkodolā, tā jau ir piemērota plašai auditorijai testēšanai. Piedāvātajā īstenošanā tiek atbalstīti no 0 līdz 2 kļūdu līmeņi (ir izstrādāts kods 3 un vairāk līmeņu atbalstam). Lai pārvaldītu XRAID, xfsprogs rīku kopai ir pievienota jauna utilīta «xraid», un ir īstenots XRAID atbalsts mkfs. Turklāt zonēto ierīču inspekcijas rīkam Zonar ir pievienotas iespējas loģisko zonu vizualizācijai attiecībā uz fiziskajām zonām.

Publicēti veiktspējas testi XRAID salīdzinājumā ar mdraid un btrfs, kas veikti XRAID masīvā, kas sastāv no diviem SSD diskiem WD DC-SN650 metadatu glabāšanai (mdraid bāzes spogulis), sešiem parastajiem SATA diskiem WD DC-HC590 26 TB un 6-21 zonētiem diskiem WD DC-HC690 30 TB (SMR).

Tika veikti arī testi XRAID uz parastajiem nezonētajiem SSD diskiem konfigurācijā ar vienu 4 TiB Samsung PM9D3a metadatu glabāšanai un pieciem 4 Tib Samsung PM9D3a RAID (4 + 1).

Avots: opennet.lv