Diretor de Desenvolvimento de Software na Western Digital na lista de discussão de desenvolvedores do kernel Linux, um novo sistema de arquivos chamado Zonefs, destinado a simplificar o trabalho de baixo nível com . Zonefs associa cada zona em uma unidade a um arquivo separado que pode ser usado para armazenar dados em modo bruto, sem manipulação em nível de setor e bloco.
Zonefs não é um FS compatível com POSIX e está limitado a um escopo bastante estreito que permite que os aplicativos usem a API de arquivo em vez de acessar diretamente o dispositivo de bloco usando um ioctl. Arquivos relacionados à zona exigem operações de gravação sequenciais começando no final do arquivo (escrita em modo de acréscimo).
Os arquivos fornecidos no Zonefs podem ser usados para colocar sobre unidades de banco de dados zoneadas que usam estruturas de armazenamento na forma de logs LSM (mesclagem estruturada em log), partindo do conceito de um arquivo - uma zona de armazenamento. Por exemplo, estruturas semelhantes são usadas nos bancos de dados RocksDB e LevelDB. A abordagem proposta permite reduzir o custo de portabilidade de código que foi originalmente projetado para manipular arquivos em vez de bloquear dispositivos, bem como organizar o trabalho de baixo nível com unidades zoneadas de aplicativos em linguagens de programação diferentes de C.
Em unidades zoneadas dispositivos ligados ou , o espaço de armazenamento no qual é dividido em zonas que constituem grupos de blocos ou setores, nos quais só é permitida a adição sequencial de dados com atualização de todo o grupo de blocos.
Por exemplo, o zoneamento de gravação é usado em dispositivos com gravação magnética lado a lado (, SMR), em que a largura da trilha é menor que a largura da cabeça magnética, e a gravação é realizada com sobreposição parcial da trilha adjacente, ou seja, qualquer regravação resulta na necessidade de regravar todo o grupo de faixas. Quanto às unidades SSD, elas estão inicialmente vinculadas a operações de gravação sequenciais com limpeza preliminar de dados, mas essas operações ficam ocultas no nível do controlador e na camada FTL (Flash Translation Layer). Para aumentar a eficiência para determinados tipos de carga, a organização NVMe padronizou a interface ZNS (Zoned Namespaces), que permite acesso direto às zonas, contornando a camada FTL.
No Linux para discos rígidos zoneados desde o kernel 4.10 Dispositivos de bloco ZBC (SCSI) e ZAC (ATA), e a partir da versão 4.13, o módulo zoneado por dm foi adicionado, representando uma unidade zoneada como um dispositivo de bloco regular, ocultando restrições de gravação aplicadas durante a operação. No nível do sistema de arquivos, o suporte para zoneamento já foi integrado ao sistema de arquivos F2FS, e um conjunto de patches para o sistema de arquivos Btrfs está em desenvolvimento, cuja adaptação para unidades zoneadas é simplificada pelo trabalho em CoW (copy-on -escrever) modo.
Operação Ext4 e XFS em unidades zoneadas usando zona dm. Para simplificar a tradução de sistemas de arquivos, é proposta a interface ZBD, que traduz operações de gravação aleatórias em arquivos em fluxos de operações de gravação sequenciais.
Fonte: opennet.ru