XRAID është paraqitur me implementimin e RAID për XFS

Christoph Hellwig, mbështetësi i nën-sistemeve DMA, KVM, Slab Allocator dhe arkitekturës PowerPC në bërthamën Linux, paraqiti lëshimin e parë publik të XRAID, implementimi i RAID të deklasterizuar me kontroll pariteti, i integruar në sistemin e skedave XFS. Projekti është krijuar me qëllimin e shtimit të mundësisë për përdorimin e RAID në pajisje ruajtjeje të zonuara, siç janë diskët SMR (Shingled Magnetic Recording), dhe ofrimin e një implementimi me performancë të lartë të RAID për të ruajtur integritetin e të dhënave. Përveç pajisjeve të zonuara, XRAID gjithashtu mbështet funksionimin në disqe zakonshëm dhe SSD, duke demonstruar në të fundit një rritje të konsiderueshme të performancës krahasuar me mdraid (deri në 20 herë në shkrim).

Për shpërndarjen e informacionit në pajisjet në XRAID aplikohet një kontroll pariteti i deklasterizuar, i ngjashëm me dRAID në OpenZFS, ku për rikuperim të nxehtë (hot spare) nuk rezervohen pajisje të veçanta, por të dhënat, informacioni i kontrollit të paritetit dhe hapësira rezervë (spare space) shpërndahen në mënyrë të barabartë në të gjitha pajisjet. Procesi i leximit, shkrimit dhe rikuperimit në rast të aksidenteve përfshin të gjitha pajisjet në dispozicion, gjë që rrit kapacitetin e kalimit, ul ngarkesën në disqe të veçanta, lejon shmangien e një rënjeje të dukshme të performancës në rast aksidentesh dhe përshpejton ndjeshëm procesin e rindërtimit të masivëve pas shtimit ose zëvendësimit të pajisjeve.

RAID të deklasterizuar gjithashtu e thjeshtojnë krijimin e masivëve të qëndrueshëm me numra shumë të mëdhenj disqesh. Në procesin e rikuperimit pas aksidenteve, XRAID përcakton dinamikisht rendin e rindërtimit të pajisjeve, duke përpunuar fillimisht zonat me humbjen më të madhe të informacionit të tepërt dhe duke rindërtuar zonat me të dhëna para zonave me informacion kontrolli pariteti.

XRAID fillohet duke pasur parasysh mundësinë e përdorimit me pajisje të zonuara, ku hapësira e ruajtjes ndahet në zona që përbëjnë grupe bllokesh ose sektorësh. Në këto pajisje, lejohet vetëm shtimi i radhës i të dhënave me përditësimin e të gjithë grupit të bllokëve. Për shembull, zonimi i regjistrimit aplikohet në diskët SMR (Shingled Magnetic Recording), ku gjerësia e shtegut është më e vogël se gjerësia e kokës magnetike, dhe regjistrimi bëhet me mbivendosje të pjesshme të shtegut fqinj, dmth. çdo rregullim kërkon rikrijimin e gjithë grupit të shtigjeve.

Për të mbështetur pajisjet e zonuara, XRAID angazhon një alokator bllokesh të implementuar në XFS dhe bërthamën Linux, i cili përdor nënvëllimin RT (RealTime subvolume) për organizimin e ruajtjes së veçantë të të dhënave dhe metadatave (në zonat me regjistrim të radhës ruhet vetëm përmbajtja e skedarëve, ndërsa metadat e sistemit të skedarëve vendosen në zona normale ose në SSD shtesë).

Në XRAID, mekanizmat e kontrollit të paritetit RAID aplikohen vetëm për përmbajtjen e skedarëve, ndërsa tepria për metadatet realizohet përmes angazhimit të tashmë ekzistuesve në bërthamën Linux, për shembull, përmes pasqyrimit me ndihmën e MD RAID, që është më efikase për objekte të vogla që përditësohen në vend. Realizimi i RAID-in integrohet në XFS deri te trajtuesit e zonimit të hyrjes/daljes, që paraqesin zonat fizike të disqeve nënshkrues në formën e zonave logjike, ashtu si një pajisje bllokesh me shumë nivele.

Puna mbi XRAID ka nisur tashmë një vit e gjysmë, dhe megjithëse implementimi nuk është ende i përgatitur për integrim në bërthamën kryesore, ai është tashmë i përshtatshëm për testim nga një audiencë të gjerë. Në implementimin e paraqitur mbështeten nga 0 deri në 2 nivele pariteti (në zhvillim është kodi për mbështetje të 3 dhe më shumë niveleve). Për menaxhimin e XRAID, është shtuar një utilitar i ri «xraid» në mjetin xfsprogs dhe është realizuar mbështetje për XRAID në mkfs. Për më tepër, në utilitarin për inspektimin e pajisjeve të zonuara Zonar janë shtuar mundësi për vizualizimin e hartimit të zonave logjike në zonat fizike.

Janë publikuar rezultatet e testimit të performancës të XRAID në krahasim me mdraid dhe btrfs, të kryera për grumbullin XRAID në një konfigurim me dy SSD disqet WD DC-SN650 për metadatën (pasqyrë e bazuar në mdraid), gjashtë disqe SATA standarde WD DC-HC590 26 TB dhe 6-21 disqe të zonuar WD DC-HC690 30 TB (SMR).

Po ashtu, janë kryer teste të XRAID me SSD disqe të zakonshëm të pa zonuar në një konfigurim me një 4 TiB Samsung PM9D3a për metadatën dhe pesë 4 TiB Samsung PM9D3a për RAID (4 + 1).

Burimi: opennet.ru