Släpp av OpenZFS 2.2, implementeringen av ZFS för Linux och FreeBSD

Efter mer än två års utveckling har version 2.2 av projektet OpenZFS släppts, som utvecklar implementeringen av filsystemet ZFS för Linux och FreeBSD. Projektet har blivit känt som "ZFS på Linux" och var tidigare begränsat till utvecklingen av en modul för Linux-kärnan, men efter att stödet för FreeBSD överfördes erkändes det som den primära implementeringen av OpenZFS och omdöptes.

OpenZFS har testats med Linux-kärnor från 3.10 till 6.5 samt alla versioner av FreeBSD, från 12.2-RELEASE och framåt. Koden distribueras under den fria licensen CDDL. OpenZFS används redan i FreeBSD och ingår i distributörer som Debian, Ubuntu, Gentoo, Sabayon Linux och ALT Linux. Paketen med den nya versionen kommer snart att förberedas för de viktigaste Linux-distributörerna, inklusive Debian, Ubuntu, Fedora, RHEL/CentOS.

OpenZFS tillhandahåller en implementering av ZFS-komponenter relaterade både till filsystemets funktionalitet och till funktionen för volymhanteraren. I synnerhet implementeras komponenter som: SPA (Storage Pool Allocator), DMU (Data Management Unit), ZVOL (ZFS Emulated Volume) och ZPL (ZFS POSIX Layer). Dessutom möjliggör projektet användning av ZFS som backend för det klusterbaserade filsystemet Lustre. Projektets arbete baseras på den ursprungliga ZFS-koden som importerades från projektet OpenSolaris och har utökats med förbättringar och korrigeringar från Illumos-communityn. Projektet utvecklas med deltagande av personal från Lawrence Livermore National Laboratory under avtal med USA:s energidepartement.

Koden distribueras under den fria licensen CDDL, som är oförenlig med GPLv2, vilket förhindrar integration av OpenZFS i huvudgrenen av Linux-kärnan, eftersom blandning av kod under licenserna GPLv2 och CDDL är oacceptabelt. För att kringgå denna licenskonflikt har det beslutats att distribuera produkten helt under CDDL-licensen som en separat nedladdningsmodul, som levereras separat från kärnan. Stabiliteten i OpenZFS-kodbasen bedöms som jämförbar med andra filsystem för Linux.

Huvudsakliga förändringar:

• En mekanism för blockkloning har lagts till, vilket möjliggör skapandet av en kopia av en fil eller en del av den utan att duplicera data, genom att använda länkar till redan existerande datablock i den ursprungliga filen utan att faktiskt kopiera dem. Vid ändringar i den ursprungliga filen eller dess kopia kopieras blocken och ändringarna görs i de skapade kopiorna (copy-on-write-läge på filnivå). Baserat på kloningsmekanismen har operationen reflink implementerats, som kan användas för att automatiskt skapa kloner i olika kopieringsverktyg, som i de nya versionerna av /bin/cp i Linux.
• Stöd har lagts till för teknologier som används för containerisolering i Linux, såsom systemanropet renameat, FS overlayfs, mappning av användaridentifierare vid montering och delegering av namnutrymmen för containrar.
• Logg över fel har implementerats, som upptäckts vid verifiering av checksummer (scrub). När kommandot "zpool status" körs visas information om alla filsystem, snapshots och kloner som berörs av den skadade blocken. För ett försök till snabb återställning av kända skadade block kan kommandot "zpool scrub -e" användas.
• Möjligheten att använda den kryptografiska hash-funktionen BLAKE3 för kontrollsummor har lagts till, vilket är anmärkningsvärt för dess mycket höga hashberäkningsprestanda (tre gånger snabbare än Edon-R och betydligt snabbare än sha256 och sha512) med bibehållen pålitlighet på SHA-3-nivå.
• Operationen "zfs receive -c" har implementerats, som kan användas för att återställa skadade data (inte metadata) i filsystem, snapshots och kloner, när en replikerad säkerhetskopia finns, som tidigare sparats med kommandot "zfs send".
• Stödet för programmatisk inställning och läsning av egenskaper för individuella virtuella diskar vdev har lagts till.
• Möjligheten att koppla valfria användarspecifika egenskaper till vdev och zpool har lagts till, liknande de användarspecifika egenskaperna för zfs dataset.
• Genomförandet av den adaptiva cachen ARC (Adaptive Replacement Cache) har förbättrats, vilket ökar prestandan för läsoperationer. ARC anpassar sig nu bättre till hög belastning och minimerar behovet av manuell optimering av inställningarna.
• Stödet för mekanismer för hårdvaruacceleration av SHA2-kontrollsummeberäkningar har lagts till.
• Implementeringen av Edon-R-kontrollsummor har skrivits om och optimerats.
• Vid användning av zstd-algoritmen för datakompression har identifieringen av situationer där kompression är meningslös (data går inte att komprimera) snabblagts.
• Förbättringar har gjorts i den proaktiva inläsningsmekanismen (Prefetch), vilket påskyndar arbetet vid intensiv in- och utdata.
• En mängd allmänna optimeringar har införts, vilket ökar prestandan.

Källa: opennet.ru