Pentru discuții pe lista de distribuție a dezvoltatorilor nucleului Linux, au fost publicate patch-uri cu implementarea sistemului de fișiere BeamFS, care utilizează codificarea Reed-Solomon pentru a identifica și recupera datele corupte pe loc în configurațiile cu un singur mediu de stocare. Principalele domenii de aplicare ale BeamFS includ computerele de bord ale sateliților, echipamentele din cabinetele de terapie prin radiații și alte sisteme care funcționează în condiții de radiație crescută, pentru care recuperarea datelor distorsionate este mai critică decât imposibilitatea de a citi informațiile.
În mod implicit, BeamFS poate recupera până la 8 octeți pierduți în fiecare bloc de 255 de octeți, cu un overhead de 7% (288 de octeți de coduri de recuperare pentru fiecare 4096 de octeți de date stocate). Codurile de corectare a erorilor sunt aplicate nu doar pentru date, ci și pentru informațiile de sistem din superbloc, inode-uri, indecși de directoare și hărți bit. Verificarea integrității și încercările de recuperare a datelor lipsă sunt realizate la fiecare operațiune de citire. Dacă nu se poate garanta corectitudinea informației, operațiunea se finalizează cu o eroare „-EIO”, ceea ce exclude returnarea tăcută a datelor corupte.
Experimentele efectuate au arătat că, în urma iradierii plăcii i.MX 8M Plus cu Linux și FS ext4 cu protoni cu energii între 20 și 58 MeV, 90% din eșecuri apăreau la nivelul sistemului de fișiere și driverelor de dispozitive de stocare. De asemenea, a fost efectuată o simulare a distorsiunilor unice de biți la citirea de pe mediu: BeamFS și Btrfs au recunoscut cu succes deteriorarea datelor și au returnat întotdeauna o eroare, în timp ce ext4 și ext3 returnau tăcut datele distorsionate.
BeamFS asigură integritatea și recuperarea doar în etapa de la citirea de pe mediul fizic până la transferul în cache-ul paginilor din memoria RAM. Integritatea stocării în memoria RAM poate fi menținută cu ajutorul chip-urilor de memorie cu corectarea erorilor.
Printre limitările BeamFS se menționează absența suportului pentru jurnalizare și modul Copy-on-Write (CoW) — metadatele sunt scrise pe mediu în mod neordonat, astfel că, în cazul unei închideri incorecte, este necesară o verificare completă cu ajutorul fsck.
Pe lângă BeamFS, recent au fost propuse alte două sisteme de fișiere pentru nucleul Linux:
- La conferința Linux Plumbers Conference 2026, care a avut loc acum câteva zile, un inginer de la Huawei a prezentat (video, diapozitive) sistemul de fișiere XMFS (cross-node eXpress Memory File System) pentru kernelul Linux, destinat utilizării în clustere cu memorie RAM partajată pentru toate nodurile (asemănător cu tmpfs, dar pentru memoria tuturor nodurilor). XMFS permite utilizarea interfeței standard POSIX a sistemelor de fișiere pentru a lucra cu memoria externă, adresată direct prin tehnologii precum CXL 3.0 (Compute Express Link) și Huawei United Bus. Proiectul se află în stadiul de prototip experimental, aflat în testare internă, și momentan nu este pregătit pentru integrarea în kernel.
Sistemul de fișiere are o arhitectură clasică pentru sistemele de fișiere distribuite, cu o separatizare server, responsabilă pentru jurnalizare, menținerea tabelelor inode și asocierea conținutului și metadatelor cu memoria nodurilor individuale.
În timpul testării utilizării XMFS pentru sarcini precum partajarea imaginilor containerelor de pe diferite noduri, implementarea a arătat performanțe apropiate de cele ale tmpfs, cu activarea paginilor mari de memorie (paginile mari de 2 MB).
- Cu ajutorul AI-ului a fost dezvoltat sistemul de fișiere MeshXFS, care reprezintă un fork al XFS-ului, adaptat pentru utilizarea simultană pe mai multe noduri într-un cluster. MeshXFS permite montarea unui dispozitiv de bloc comun în modul citire-scriere pe noduri diferite, menținând integritatea și gestionând blocările în timpul accesului simultan la date. Proiectul a început ca un experiment pentru a verifica posibilitatea creării, cu ajutorul modelelor AI, a unui driver Linux cu un sistem de fișiere care să suporte blocări distribuite, acces paralel și recuperare în caz de defecțiuni. Lucrările principale au fost realizate cu Claude Opus, dar pentru rezolvarea problemelor deosebit de complexe, au fost implicate punctual modelele Claude Fable, GPT, Gemini și Astra. Experimentul a fost declarat un succes și au fost deja publicate câteva versiuni de lucru ale MeshXFS.
Printre funcțiile suplimentare implementate deasupra XFS, se remarcă două moduri de gestionare a blocajelor distribuite (sincronizare prin rețea și stocarea stării pe un disc comun separat), asigurarea coerenței cache-ului pe noduri diferite, păstrarea jurnalului pentru recuperare și adaptarea formatului de disc și utilităților pentru specificul sistemului de fișiere cluster. Se suportă lucrul cu stocarea comună, conectată prin iSCSI (testat pe 16 noduri), sau în cazul replicării dispozitivului de bloc cu ajutorul DRBD. Coordonarea blocajelor, funcțiile de detectare a nodurilor, verificarea disponibilității și identificarea nodurilor defecte sunt implementate într-un modul comun al nucleului. Funcționarea a fost verificată în Proxmox VE 9, RHEL 9, Ubuntu 24.04/26.04 și Debian 12/13.
Sursa: opennet.ro
