Kernel-Log – Was 3.10 bringt (2): Dateisysteme und Storage

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Mit Bcache ist ein zweites Framework zum SSD-Caching zum Kernel gestoßen. Kompaktere Metadaten sollen Btrfs beschleunigen. XFS kann seine Dateisystem-Strukturen jetzt mit Checksummen gegen Datenfehler absichern.

Kernel-Log – Was 3.10 bringt (2): Dateisysteme und Storage

Linux 3.10 wird den "Block-Layer Cache" Bcache mitbringen, über den sich ein Datenträger als Cache für andere Datenträger einrichten lässt – etwa eine schnelle SSD als Cache für eine langsamere Festplatte mit mehr Kapazität. Solch ein SSD-Cache kann den Zugriff auf häufig gelesene Daten beschleunigen und zu schreibende Daten zwischenspeichern, um sie später in einem ruhigen Moment auf langsamere Datenträger zu schreiben.

Bcache stammt vom Google-Mitarbeiter Kent Overstreet und wird von seinem Arbeitgeber schon länger produktiv eingesetzt; es ist nach dem bei Linux 3.9 integrierten Dm-Cache das zweite Cache-Framework dieser Art, das in den Linux-Kernel eingeht. Wie Alasdair Kergon, der Betreuer des Device Mappers, vor einem Monat auf dem LinuxTag erläuterte, gehen die beiden Lösungen etwas anders vor, daher sei je nach Umgebungsbedingungen die eine oder andere Lösung die bessere Wahl.

Bcache soll sich besser für Situationen eigenen, wo viele kleine Schreibzugriffe erfolgen, die dann geordnet auf die Festplatte transferiert werden können. Verschiedene Entwickler haben sich in letzter Zeit an Benchmarks der Caching-Lösungen versucht (u. a. 1, 2); oft lief dabei auch die EnhanceIO SSD Caching Software mit, die bislang nicht in den Linux-Kernel integriert wurde. Die Benchmarks ergeben allerdings kein klares Bild und es gab hier und da Kritik an den Messmethoden. Die Ergebnisse und Stimmen von Entwicklern lassen erkennen, dass jede Lösung unter bestimmten Bedingungen gut funktioniert, sich unter anderen aber unerwartet schlecht verhalten kann – offenbar brauchen alle noch ein wenig Reifezeit.

Entwicklungsstand

Am Sonntag hat Linus Torvalds die sechste Vorabversion von Linux 3.10 freigegeben. Zum Fertigstellungstermin von 3.10 machte er keine Andeutungen – er erwähnte allerdings, er habe nicht ganz so viel mit Subsystem-Maintainer fluchen müssen. Damit bezog er sich auf die Fluchandrohung in der Freigabe-Mail zum RC5; dort hatte er sich ungehalten gezeit, weil ihm die Entwickler sehr viele Änderungen zur Aufnahme zuschickten.In einer LKML-Diskussion zum RC6, ob fluchen denn förderlich sei, verteidigten Torvalds und andere Kernel-Entwickler ihren direkte Worte – einige der Statements dürften aber nicht ernst gemeint sein.

Das weiterhin experimentelle Dateisystem Btrfs kann jetzt die Metadaten für Extents kompakter ablegen und dadurch ein klein wenig flotter arbeiten. Ältere Kernel verstehen die neuen Dateisystemstrukturen nicht, daher werden sie nicht automatisch genutzt; Anwender müssen das neue Format explizit mit

btrfstune -x

einschalten (1, 2).

Ähnlich muss man auch die experimentellen Funktionen in XFS aktivieren, durch die das XFS-Dateisystem nun zahlreiche Metadaten mit Checksummen versieht, um dort entstandene Inkonsistenzen zu erkennen – Details erläutert die Kernel-Dokumentation zur neuen Funktion.

Ext4 bietet nun einen reservierten, vor versehentlichen Änderungen geschützten Bereich; Bootloader können dort Code ablegen, der beim Systemstart über feste Sektorenangaben geladen werden kann.

Fuse (Filesystem in Userspace) unterstützt nun asynchrones Direct I/O (1, 2) und bietet ein Userspace-Interface für asynchrones I/O; beides soll unter anderem für GlusterFS interessant sein.

Block- und SCSI-Layer bringen nun Funktionen mit, um die zur Laufzeit nutzbaren Stromspartechniken von Storage-Hardware zu nutzen (1, 2).

Der vom Cluster-Dateisystem Ceph verwendete, aber auch unabhängig davon nutzbare Rados Block Device (RBD) unterstützt nun Layering; das ist etwa zum schnellen Klonen von Images interessant, die virtuelle Maschinen als Datenträger verwenden, da das neu erstellte Image auf dem vorhandene aufbauen kann und sich per Copy-on-Write füllt.

Über das neue Fabric-Modul isert lässt sich jetzt ein LIO-iSCSI-Target aufsetzen, das andere Rechner über die iSCSI Extensions for RDMA (iSER) ansprechen können.

Der Treiber für NVM Express (NMVe) beherrscht nun Discard und versteht SCSI-Kommandos inklusive unmap.

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Kapitel
  1. Kernel-Log – Was 3.10 bringt (2): Dateisysteme und Storage
    1. Dateisysteme
    2. Storage
  2. Die kleinen Perlen
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