Red Hat ले नयाँ NVFS फाइल प्रणाली विकास गरिरहेको छ जुन NVM मेमोरीको लागि कुशल छ

Mikuláš Patočka, LVM को विकासकर्ता मध्ये एक र धेरै को लेखक आविष्कारहरूभण्डारण प्रणालीको अनुकूलनसँग सम्बन्धित, Red Hat मा काम गर्दै, परिचय लिनक्स कर्नेल विकासकर्ता मेलिङ सूचीमा नयाँ फाइल प्रणाली NVFS, गैर-अस्थिर मेमोरी चिपहरू (NVM, गैर-अस्थिर मेमोरी, उदाहरणका लागि NVDIMM) को लागि कम्प्याक्ट र छिटो FS सिर्जना गर्ने उद्देश्यले, स्थायी रूपमा सामग्री भण्डारण गर्ने क्षमताको साथ RAM प्रदर्शन संयोजन।

NVFS विकास गर्दा FS को अनुभवलाई ध्यानमा राखिएको थियो NOVA, विशेष गरी 2017 मा NVM मेमोरीको लागि सिर्जना गरिएको, तर लिनक्स कर्नेलमा स्वीकार गरिएको छैन र सीमित 4.13 देखि 5.1 सम्म लिनक्स कर्नेलहरूको लागि समर्थन।
प्रस्तावित FS NVFS NOVA (२१४५९ बनाम कोडको ४९७२ लाइनहरू) भन्दा धेरै सरल छ, fsck उपयोगिता प्रदान गर्दछ, उच्च प्रदर्शन छ, विस्तारित विशेषताहरू (xattrs), सुरक्षा लेबलहरू, ACLs र कोटाहरूलाई समर्थन गर्दछ, तर स्न्यापशटहरूलाई समर्थन गर्दैन। वास्तुकला NVFS नजिक छ
Ext4 फाइल प्रणाली VFS उपप्रणालीमा आधारित फाइल प्रणालीको मोडेलमा राम्रोसँग फिट हुन्छ, जसले तपाईंलाई तहहरूको संख्या कम गर्न र कर्नेलमा प्याचहरू आवश्यक नहुने मोड्युलसँग गर्न अनुमति दिन्छ।

NVFS ले कर्नेल इन्टरफेस प्रयोग गर्दछ DAX स्थायी मेमोरी यन्त्रहरूमा प्रत्यक्ष पहुँचको लागि, पृष्ठ क्यास बाइपास गर्दै। बाइट-ठेगाना NVM मेमोरीको सञ्चालनलाई अनुकूलन गर्न, ड्राइभका सामग्रीहरू परम्परागत ब्लक उपकरण तह र मध्यवर्ती क्यासको प्रयोग नगरी कर्नेलको रैखिक ठेगाना ठाउँमा म्याप गरिन्छ। डाइरेक्टरी सामग्रीहरू भण्डारण गर्न प्रयोग गरिन्छ आधार रूख (radix tree) जसमा प्रत्येक फाइलको नाम ह्यास गरिएको छ र रुख खोज्दा ह्यास मान प्रयोग गरिन्छ।

डाटा अखण्डता प्रयोग गरेर सुनिश्चित गरिएको छ "नरम अपडेटहरू"(FreeBSD बाट UFS र OpenBSD बाट FFS मा जस्तै) जर्नलिंग प्रयोग नगरी। NVFS मा फाइल भ्रष्टाचारबाट बच्नको लागि, डेटा परिवर्तन कार्यहरू यसरी समूहबद्ध गरिएको छ कि क्र्यासले ब्लक वा इनोडहरू गुमाउन सक्दैन, र fsck उपयोगिता प्रयोग गरेर संरचनाहरूको अखण्डता पुनर्स्थापित हुन्छ। fsck उपयोगिता बहु-थ्रेडेड मोडमा सञ्चालन हुन्छ र प्रति सेकेन्ड 1.6 मिलियन इनोडहरूको ब्रूट-फोर्स प्रदर्शन प्रदान गर्दछ।

В प्रदर्शन परीक्षणहरू NVFS ले NVM मेमोरीमा NOVA भन्दा 10% छिटो, ext30 भन्दा 4% छिटो, र XFS भन्दा 37% छिटो लिनक्स कर्नेल स्रोत ट्री प्रतिलिपि सञ्चालन गर्यो। डाटा पुन: प्राप्ति परीक्षणमा, NVFS NOVA भन्दा 3% द्वारा छिटो थियो, र ext4 र XFS 15% द्वारा (तर सक्रिय डिस्क क्यास संग, NOVA 15% ढिलो थियो)।
मिलियन डाइरेक्टरी अपरेसन परीक्षणमा, NVFS ले NOVA लाई 40%, ext4 लाई 22%, र XFS लाई 46% ले पछि पार्यो। DBMS गतिविधि अनुकरण गर्दा, NVFS फाइल प्रणालीले NOVA लाई 20%, ext4 लाई 18 पटक, र XFS लाई 5 गुणाले अगाडि बढायो। fs_mark परीक्षणमा, NVFS र NOVA को कार्यसम्पादन लगभग समान स्तरमा भयो, जबकि ext4 र XFS लगभग 3 गुणाले पछि परे।

NVM मेमोरीमा परम्परागत फाइल प्रणालीहरूको ढिलाइ यस तथ्यको कारण हो कि तिनीहरू बाइट ठेगानाको लागि डिजाइन गरिएका छैनन्, जुन गैर-अस्थिर मेमोरीमा प्रयोग गरिन्छ, जुन नियमित RAM जस्तो देखिन्छ। परम्परागत ड्राइभहरूबाट पढाइले सेक्टर पढ्ने/लेख्ने स्तरमा सञ्चालनको परमाणु सुनिश्चित गर्दछ, जबकि NVM मेमोरीले व्यक्तिगत मेसिन शब्दहरूको स्तरमा पहुँच प्रदान गर्दछ। थप रूपमा, परम्परागत फाइल प्रणालीहरूले मिडियामा पहुँचको तीव्रतालाई कम गर्ने प्रयास गर्दछ, जुन स्पष्ट रूपमा RAM भन्दा ढिलो मानिन्छ, र हार्ड ड्राइभहरू प्रयोग गर्दा क्रमिक पठन सुनिश्चित गर्न समूह सञ्चालनहरू गर्ने प्रयास गर्दछ, अनुरोध लाइनहरू, लडाई खण्डीकरण र अलग गर्नुहोस्। बिभिन्न कार्यको प्राथमिकता .. NVM मेमोरीको लागि, त्यस्ता जटिलताहरू अनावश्यक छन्, किनकि डेटा पहुँचको गति RAM सँग तुलनात्मक छ, र पहुँच क्रमले फरक पार्दैन।

स्रोत: opennet.ru