Western Digital zonali disklar uchun maxsus Zonefs fayl tizimini nashr etdi

Western Digital kompaniyasining dasturiy ta'minotni ishlab chiqish bo'yicha direktori taklif qildi Linux yadrosi ishlab chiquvchilarining pochta ro'yxatida, past darajadagi ishlarni soddalashtirishga qaratilgan Zonefs deb nomlangan yangi fayl tizimi. rayonlashtirilgan saqlash qurilmalari. Zonefs diskdagi har bir zonani sektor va blok darajasidagi manipulyatsiyasiz xom rejimda ma'lumotlarni saqlash uchun ishlatilishi mumkin bo'lgan alohida fayl bilan bog'laydi.

Zonefs POSIX-mos keluvchi FS emas va juda tor doirada cheklangan bo'lib, ilovalarga ioctl yordamida blokirovka qurilmasiga to'g'ridan-to'g'ri kirish o'rniga fayl API-dan foydalanishga imkon beradi. Zona bilan bog'liq fayllar fayl oxiridan boshlab ketma-ket yozish operatsiyalarini talab qiladi (qo'shish rejimini yozish).

Zonefs-da taqdim etilgan fayllar bitta fayl - bitta saqlash zonasi kontseptsiyasidan boshlab LSM (log-structured birlashma) jurnallari ko'rinishidagi saqlash tuzilmalaridan foydalanadigan rayonlashtirilgan ma'lumotlar bazasi drayverlari ustiga joylashtirish uchun ishlatilishi mumkin. Masalan, shunga o'xshash tuzilmalar RocksDB va LevelDB ma'lumotlar bazalarida qo'llaniladi. Taklif etilayotgan yondashuv dastlab qurilmalarni blokirovka qilish o'rniga fayllarni manipulyatsiya qilish uchun mo'ljallangan ko'chirish kodining narxini kamaytirishga, shuningdek C dan boshqa dasturlash tillaridagi ilovalardan rayonlashtirilgan drayvlar bilan past darajadagi ishlarni tashkil etishga imkon beradi.

Zonalangan drayvlar ostida nazarda tutilgan qurilmalar yoqilgan qattiq magnit disklar yoki NVMe SSD, saqlash maydoni bloklar yoki sektorlar guruhlarini tashkil etuvchi zonalarga bo'lingan, ularga faqat bloklarning butun guruhini yangilash bilan ma'lumotlarni ketma-ket qo'shishga ruxsat beriladi.

Masalan, yozishni rayonlashtirish plitkali magnit yozuvli qurilmalarda qo'llaniladi (Shingled magnit yozish, SMR), bunda yo'l kengligi magnit boshning kengligidan kamroq bo'ladi va ro'yxatga olish qo'shni trekning qisman qoplamasi bilan amalga oshiriladi, ya'ni. har qanday qayta yozish butun treklar guruhini qayta yozish zaruriyatiga olib keladi. SSD drayverlarga kelsak, ular dastlab ma'lumotlarni dastlabki tozalash bilan ketma-ket yozish operatsiyalariga bog'langan, ammo bu operatsiyalar kontroller darajasida va FTL (Flash Translation Layer) qatlamida yashiringan. Muayyan turdagi yuklar uchun samaradorlikni oshirish uchun NVMe tashkiloti ZNS (Zoned Namespaces) interfeysini standartlashtirdi, bu FTL qatlamini chetlab o'tib, zonalarga to'g'ridan-to'g'ri kirish imkonini beradi.

Yadro 4.10 dan boshlab zonali qattiq disklar uchun Linuxda taklif qildi ZBC (SCSI) va ZAC (ATA) qurilmalarini bloklaydi va 4.13-versiyasidan boshlab, ish paytida qo'llaniladigan yozish cheklovlarini yashirib, zonali diskni oddiy blok qurilmasi sifatida ifodalovchi dm zonali modul qo'shildi. Fayl tizimi darajasida rayonlashtirishni qo'llab-quvvatlash allaqachon F2FS fayl tizimiga integratsiya qilingan va Btrfs fayl tizimi uchun yamoqlar to'plami ishlab chiqilmoqda, ularni zonalangan drayvlar uchun moslashtirish CoW-da ishlash orqali soddalashtirilgan (nusxa ko'chirish). -yozish) rejimi.
Zonalangan drayvlar orqali Ext4 va XFS ishlashi tartibga solish mumkin dm-zonali yordamida. Fayl tizimlarini tarjima qilishni soddalashtirish uchun tasodifiy yozish operatsiyalarini fayllarga ketma-ket yozish operatsiyalari oqimiga aylantiruvchi ZBD interfeysi taklif etiladi.

Manba: opennet.ru