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Mi, 18. Dezember 2019, 15:31

Software::Kernel

XFS-Entwicklung 2019 im Rückblick

Darrick Wong, leitender Entwickler des Dateisystems XFS, hat die Neuerungen des letzten Jahres zusammengefasst und gibt einen Ausblick auf die im nächsten Jahr anstehenden Aufgaben.

Larry Ewing

Über das Dateisystem XFS muss man nicht viele Worte verlieren. Es ist ein ein Hochleistungs-Dateisystem, das von SGI entwickelt wurde und später freigegeben und auf Linux portiert wurde. Es ist bewährt und stabil, gehört zu den Dateisystemen mit der höchsten Lese- und Schreibgeschwindigkeit, benötigt keinen Check und kann sehr schnell im laufenden Betrieb vergrößert werden. Es wird von einigen Entwicklern, darunter Dave Chinner und dem derzeitigen Hauptverantwortlichen, Darrick Wong, stetig verbessert.

Darrick Wong arbeitet bei Oracle und so ist auch sein Bericht zum Status von XFS im Oracle-Blog erschienen. Mehrere Neuerungen wurden im letzten Jahr in XFS implementiert. So gibt es nun »faule« Updates der Datei-Zugriffszeiten. Schon zuvor gab es die relatime-Option, die das Schreiben der Datei-Zugriffszeiten verzögert. Die neue Mount-Option lazytime ab Linux 4.17 optimiert das noch weiter und führt zu einer merklichen Abnahme von geschriebenen Metadaten, was die Gesamtleistung des Dateisystems erhöht.

Seit Linux 4.18 ist es möglich, den Dateisystemnamen zu ändern, während es gemountet ist. Zuvor war es nur möglich, wenn es nicht gemountet war. Die Unterstützung für diese Neuerung wird in der nächsten Version der zugehörigen Admin-Programme xfsprogs erscheinen. in Linux 5.4 kam eine weitere Geschwindigkeitsoptimierung hinzu, die das Erzeugen von Dateien in sehr großen Verzeichnissen beschleunigt.

Das Jahr 2038-Problem betrifft auch viele Dateisysteme, da diese oft 32-Bit-Sekundenzähler für die Zeitstempel verwenden, die im Jahr 2038 überlaufen werden. Für XFS soll das Problem durch die Erweiterung der Zeitstempel auf 64 Bit gelöst werden. Dies soll im nächsten Jahr mit der Erweiterung der Metadaten beginnen. Die neuen Zeitstempel werden bis ins Jahr 2486 funktionieren. Bestehende Dateisysteme sollen sich auf das neue Format aktualisieren lassen.

Eine weitere Neuerung ist die Implementation eines separaten Verzeichnisbaums für die Dateisystem-Metadaten. Das ermöglicht es in Zukunft, weitere Metadatenstrukturen zu schaffen und darauf aufbauend umgekehrtes Mapping und gemeinsame Nutzung von Datenblöcken in Echtzeit-Volumes, Erzeugung von Untervolumes, Speicherung vom beliebigen Eigenschaften und Einbindung von mehreren Echtzeit-Volumes.

Das Freigeben von nicht mehr benötigten Inodes im RAM konnte ursprünglich nicht nur XFS selbst verlangsamen, sondern das gesamte System, wenn es weiteren Speicher freigeben wollte. Dieser Engpass in XFS wurde behoben. Das Löschen von Dateien wurde darüber hinaus noch beschleunigt, indem der Hauptteil der Arbeit von einem Hintergrund-Thread erledigt wird.

Eine weitere wichtige Neuerung ist noch in Arbeit. Dabei geht es darum, in jedem Inode einen Zeiger auf den Vorgänger zu verwalten. Damit können dann zum einen erweiterte Attribute atomar gelesen und geschrieben werden. Zum anderen werden werkzeuge zum Prüfen und Reparieren von Dateisystemen künftig die Verzeichnisbäume besser prüfen und reparieren können.

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