สำหรับการสนทนาในรายชื่อผู้รับจดหมายของนักพัฒนาเคอร์เนล Linux มีการเผยแพร่แพตช์ที่ใช้งานระบบไฟล์ BeamFS ซึ่งใช้การเข้ารหัส Reed-Solomon เพื่อตรวจจับและกู้คืนข้อมูลที่เสียหายในระบบที่มีฮาร์ดไดรฟ์ตัวเดียว การใช้งานหลักของ BeamFS ได้แก่ คอมพิวเตอร์บนดาวเทียม อุปกรณ์ในห้องรังสีรักษา และระบบอื่นๆ ที่ทำงานในสภาพแวดล้อมที่มีรังสีสูง ซึ่งการกู้คืนข้อมูลที่เสียหายมีความสำคัญมากกว่าการไม่สามารถอ่านข้อมูลได้
โดยค่าเริ่มต้น BeamFS สามารถกู้คืนข้อมูลที่สูญหายได้สูงสุด 8 ไบต์ในแต่ละบล็อกขนาด 255 ไบต์ โดยมีค่าใช้จ่ายเพิ่มเติม 7% (รหัสกู้คืน 288 ไบต์สำหรับข้อมูลที่จัดเก็บทุกๆ 4096 ไบต์) รหัสแก้ไขข้อผิดพลาดจะถูกนำไปใช้กับข้อมูลและข้อมูลบริการในซูเปอร์บล็อก อินโนด ดัชนีไดเร็กทอรี และบิตแมปด้วย การตรวจสอบความสมบูรณ์และการพยายามกู้คืนข้อมูลที่หายไปจะดำเนินการในระหว่างการอ่านทุกครั้ง หากไม่สามารถรับประกันความถูกต้องของข้อมูลได้ การดำเนินการจะล้มเหลวด้วยข้อผิดพลาด "-EIO" ซึ่งจะป้องกันการกู้คืนข้อมูลที่เสียหายโดยไม่แจ้งให้ทราบล่วงหน้า
ผลการทดลองแสดงให้เห็นว่า เมื่อบอร์ด i.MX 8M Plus ได้รับการฉายรังสีด้วย Linux และในระบบไฟล์ ext4 ที่ใช้โปรตอนที่มีพลังงานตั้งแต่ 20 ถึง 58 meV พบว่า 90% ของความล้มเหลวทั้งหมดเกิดขึ้นในระดับระบบไฟล์และไดรเวอร์อุปกรณ์จัดเก็บข้อมูล นอกจากนี้ยังได้ทำการจำลองความเสียหายของบิตเดียวในระหว่างการอ่านจากไดรฟ์ด้วย โดย BeamFS และ Btrfs ตรวจพบความเสียหายของข้อมูลและส่งคืนข้อผิดพลาดเสมอ ในขณะที่ ext4 และ ext3 ส่งคืนข้อมูลที่เสียหายโดยไม่มีการแจ้งเตือนใดๆ
BeamFS รับประกันความสมบูรณ์และการกู้คืนเฉพาะในช่วงตั้งแต่การอ่านจากอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลทางกายภาพไปจนถึงการถ่ายโอนไปยังแคชเพจใน RAM เท่านั้น ความสมบูรณ์ของพื้นที่จัดเก็บข้อมูลใน RAM สามารถรักษาได้โดยใช้ชิปหน่วยความจำแก้ไขข้อผิดพลาด
ข้อจำกัดอย่างหนึ่งของ BeamFS คือการขาดการรองรับการบันทึกข้อมูล (journaling) และโหมด Copy-on-Write (CoW) ซึ่งหมายความว่าข้อมูลเมตาจะถูกเขียนลงไดรฟ์ในลำดับแบบสุ่ม ดังนั้นในกรณีที่ปิดระบบอย่างผิดปกติ จำเป็นต้องตรวจสอบอย่างละเอียดโดยใช้ fsck
นอกจาก BeamFS ที่เพิ่งนำมาใช้กับเคอร์เนลเมื่อเร็ว ๆ นี้แล้ว Linux มีการเสนอระบบไฟล์เพิ่มเติมอีกสองระบบ:
- ในการประชุมที่จัดขึ้นเมื่อไม่กี่วันที่ผ่านมา Linux ในงาน Plumbers Conference 2026 วิศวกรของ Huawei ได้นำเสนอ (วิดีโอ สไลด์) ระบบไฟล์ XMFS (cross-node eXpress Memory File System) สำหรับเคอร์เนล LinuxXMFS ถูกออกแบบมาเพื่อใช้งานในคลัสเตอร์ที่มี RAM ร่วมกันระหว่างทุกโหนด (คล้ายกับ tmpfs แต่สำหรับทุกโหนด) XMFS ช่วยให้สามารถใช้ส่วนต่อประสานระบบไฟล์ POSIX มาตรฐานเพื่อทำงานกับหน่วยความจำภายนอก ซึ่งสามารถเข้าถึงได้โดยตรงโดยใช้เทคโนโลยีต่างๆ เช่น CXL 3.0 (Compute Express Link) และ Huawei United Bus ปัจจุบันโครงการนี้อยู่ในขั้นตอนต้นแบบทดลอง กำลังอยู่ระหว่างการทดสอบภายใน และยังไม่พร้อมสำหรับการรวมเข้ากับเคอร์เนล
ระบบไฟล์นี้มีสถาปัตยกรรมแบบคลาสสิกสำหรับระบบไฟล์แบบกระจายที่มีการจัดสรรหน่วยความจำ เซิร์ฟเวอร์มีหน้าที่ในการบันทึกข้อมูล บำรุงรักษาตาราง inode และแมปเนื้อหาและเมตาเดตาไปยังหน่วยความจำของแต่ละโหนด
เมื่อทดสอบการใช้งาน XMFS สำหรับงานต่างๆ เช่น การแชร์อิมเมจคอนเทนเนอร์ระหว่างโหนด การใช้งานจริงแสดงให้เห็นประสิทธิภาพที่คล้ายคลึงกับ tmpfs เมื่อเปิดใช้งานหน้าหน่วยความจำขนาดใหญ่ (หน้าหน่วยความจำขนาด 2 MB)
- ระบบไฟล์ MeshXFS ถูกพัฒนาขึ้นโดยใช้ปัญญาประดิษฐ์ (AI) โดยเป็นระบบไฟล์ที่พัฒนาต่อยอดมาจาก XFS เพื่อปรับปรุงให้สามารถใช้งานพร้อมกันบนหลายโหนดในคลัสเตอร์ได้ MeshXFS อนุญาตให้ติดตั้งอุปกรณ์บล็อกที่ใช้ร่วมกันในโหมดอ่าน-เขียนบนโหนดต่างๆ รักษาความสมบูรณ์ของข้อมูล และจัดการการล็อกระหว่างการเข้าถึงข้อมูลพร้อมกัน โครงการนี้เริ่มต้นจากการทดลองเพื่อทดสอบความเป็นไปได้ในการสร้างข้อมูลโดยใช้แบบจำลอง AI Linux- ไดรเวอร์ที่มีระบบไฟล์ที่รองรับการล็อกแบบกระจาย การเข้าถึงพร้อมกัน และการกู้คืนจากความล้มเหลว งานหลักดำเนินการโดยใช้ Claude Opus แต่ Claude Fable, GPT, Gemini และ Astra ถูกนำมาใช้เพื่อแก้ไขปัญหาที่ซับซ้อนเป็นพิเศษ การทดลองนี้ถือว่าประสบความสำเร็จ และมีการเผยแพร่ MeshXFS เวอร์ชันที่ใช้งานได้หลายเวอร์ชันแล้ว
คุณสมบัติเพิ่มเติมที่นำมาใช้บน XFS ได้แก่ โหมดการจัดการล็อกแบบกระจายสองโหมด (การซิงโครไนซ์เครือข่ายและการจัดเก็บสถานะบนดิสก์ที่ใช้ร่วมกันแยกต่างหาก) ความสอดคล้องของแคชระหว่างโหนด การบันทึกการกู้คืน และการปรับรูปแบบดิสก์และยูทิลิตี้ให้เข้ากับลักษณะเฉพาะของระบบไฟล์คลัสเตอร์ รองรับการทำงานกับพื้นที่จัดเก็บข้อมูลที่ใช้ร่วมกันที่เชื่อมต่อผ่าน iSCSI (ทดสอบบน 16 โหนด) หรือการจำลองอุปกรณ์บล็อกโดยใช้ DRBD การประสานงานล็อก ฟังก์ชันการค้นหาโหนด การตรวจสอบความพร้อมใช้งาน และการตรวจจับโหนดที่ล้มเหลวถูกนำมาใช้ในโมดูลเคอร์เนลที่ใช้ร่วมกันเพียงโมดูลเดียว การทำงานได้รับการทดสอบใน Proxmox VE 9, RHEL 9 Ubuntu 24.04/26.04 และ Debian 12 / 13
ที่มา: opennet.ru
