Jak na věc


souborový systém

Co je do záznamů strukturovaný souborový systém?

    Ve zkratce – do záznamů strukturované souborové systémy mají relativně slušný výkon, dokud lze veškeré čištění segmentů – přesuny živých dat mimo segment, aby ho bylo možné znovu použít – provádět na pozadí, když souborový systém není zaneprázdněn „skutečnou“ prací. První větší reakce na práci o LFS [PDF] zjišťuje, že se výkonnost LFS sníží při běžné úrovni využití disku, poměru velikosti paměti k disku a provozu na souborovém systému až o 40 % od nejlepší možné. Ve zkratce – v normálním stavu souborový systém tráví významné množství času čištěním segmentů – přesunem starých dat pryč ze segmentu, aby ho bylo možné znovu použít. Tento problém čištění segmentů byl předmětem výzkumu přinejmenším dalších deset let, ale žádné z řešení nedokázalo přesvědčivě porazit nejmodernější souborové systémy se zápisem na místě při praktické úrovni využití disku. Je to jako porovnávat sběr odpadků [garbage collection] s explicitním čítáním odkazů při správě paměti; když je využité paměti málo a občasný
    Nejlepší případ je na druhou stranu souborový systém, který má dva druhy segmentů – zcela zaplněné a úplně prázdné. Vzor zapisování pro nejlepší případ je takový, že mění matadata a data v jediném segmentu, takže když se zapisuje nová verze, starou je možné uvolnit a tím se uvolní celý segment. Skutečný stav leží někde mezi těmito dvěma případy. Cílem pro souborový systém strukturovaný do záznamů je vytvořit dvoumodální rozdělení využití segmentů: Většina segmentů by měla být téměř zaplněna nebo téměř prázdná, přičemž plné segmenty by se neměly často měnit. Jak se ukazuje, je těžké toho dosáhnout.


Nejčtenější články posledního měsíce

    Během posledních deseti let se rychlosti CPU dramaticky zvýšily, zatímco časy přístupu k disku se zlepšují jenom pomalu. Tento trend bude pravděpodobně v budoucnu pokračovat a způsobovat, že více a více aplikací bude omezeno diskem. […] Do záznamů strukturované souborové systémy jsou založeny na předpokladu, že jsou soubory cachovány v hlavní paměti a že zvětšující se velikosti pamětí umožní, aby cachování efektivněji a efektivněji uspokojovalo požadavky na čtení. Výsledkem je, že se provoz na disku bude skládat hlavně ze zápisů.
    Když řeknete „do záznamů strukturované souborové systémy“ [log-structured file system], většině vývojářů v oboru úložných zařízení se okamžitě vybaví klasické pojednání Ousterhouta a Rosenbluma – Návrh a implementace do záznamů strukturovaného souborového systému – a téměř dvě dekády následné snahy vyřešit ošklivý problém s čištěním segmentů (vizte níže), který se objevil s ním. Vývojáři Linuxu si mohou vybavit JFFS2, NILFS nebo LogFS, tři z několika moderních do záznamů strukturovaných souborových systémů specializovaných pro použití v zařízeních bez rotujících částí (SSD). Méně lidí si vybaví firmware v SSD. Překladová flash vrstva v moderních SSD připomíná do záznamů strukturovaný souborový systém v několika důležitých ohledech. Extrapolace z výzkumů těchto souborových systémů nám umožňuje předpovědět, jak z SSD vytěžit nejvyšší výkon – konkrétně plná podpora příkazu TRIM na úrovni SSD i souborového systému bude klíčem k dlouhodobému udržení vrcholné výkonnosti většiny SSD.


Nejkomentovanější články posledního měsíce

    Mozilla.cz informuje (en), že program Firefox Test Pilot se příští týden uzavře. Program sloužil téměř tři roky pro testování nových funkcí pro Firefox. Díky němu dnes máme stránku nového panelu, Screenshots pro vytváření snímků stránek, bezpečné sdílení souborů Send, doplněk pro lepší práci a přihlašování k více účtům nebo připravovaný správce hesel Lockbox. Tyto funkce pokračují dál, ale samotný Firefox Test Pilot bude 22. ledna 2019
    Android Studio (Wikipedie), tj. oficiální integrované vývojové prostředí pro vývoj aplikací pro mobilní operační systém Android, bylo vydáno v nové stabilní verzi 3.3. Přehled novinek i s náhledy v oficiálním oznámení a také na YouTube.
    dat s přeskakováním [seek] a zapsat 4 MB sekvenčně předtím, než bychom byli schopni zapsat 1 MB nových dat. (Poznámka autorky článku pro pedanty: MB/kB se používají jako mocniny 10, ne 2.)


Výkonnost do záznamů strukturovaných souborových systémů

    Do záznamů strukturované souborové systémy, se - což je poměrně podivné – vyvinuly z logujících souborových systémů. Logující (nebo žurnálující) souborový systém je normální souborový systém se zápisem na místě ve stylu ext2 nebo FFS s tím, že je k němu připíchnuto logování zápisových operací. (V tomto článku budeme používat termín „žurnálující souborový systém“, aby nedošlo k záměně „logujících“ [zaznamenávajících] a „do záznamů strukturovaných“ souborových systémů.) Žurnálující souborový systém udržuje stav souborového systému na disku konzistentní tím, že do logu zapíše shrnutí každé zápisové operace na nějaké nonvolatilní úložiště, jako je disk (nebo NVRAM, pokud na to máte peníze), předtím než se změny zapíší na své dlouhodobé umístění v souborovém systému. Toto shrnutí nebo záznam v logu obsahuje dostatek informací k tomu, aby bylo možné celou operaci zopakovat, pokud je přímý zápis do souborového systému přerušen v půli (například pádem systému). Toto opakování operace se nazývá
    Do záznamů strukturované souborové systémy mají ale zjevnou výhodu nad SSD z doby před TRIM (tj. v podstatě nad všemi komerčně dostupnými SSD dnes, v září 2009). Tyto souborové systémy totiž ví, že data na disku byla uvolněna, i když nejsou přepsána. Uvažme případ, kdy bude jednosegmentový soubor vymazán: Celý segment je nyní volný, ale nedošlo k žádnému přepisování. Do záznamů strukturovaný souborový systém ví, co se stalo a že má nyní k dispozici jeden volný segment. Všechno, co vidí SSD, je pár malých zápisů do jiných bloků na disku. Z jeho pohledu bloky, které používal nyní vymazaný soubor, stále obsahují drahocenná data, která souborový systém používá, a tak musí tato data přesouvat navěky. Jakmile bylo jednou zapsáno do každého bloku v zařízení, SSD je odsouzeno k nejnižší možné výkonnosti, protože rezervní bloky jsou na minimu a pokaždé se musí přesouvat data, když má být použit nový blok.


Do záznamů strukturované souborové systémy: V každém SSD je jeden

    Jednou ze zajímavých výhod struktury do záznamů strukturovaného souborového systému (LFS) je, že je většina zápisů do souborového systému sekvenční. Sekce popisující motivaci pro Sprite LFS, napsaná téměř před dvaceti lety, ukazuje, jak málo se ve světě úložných zařízení změnilo:
    Toto všechno je samozřejmě bez implementačních detailů od výrobců SSD pouhá spekulace. Možná nějací programátoři firmwaru pro SSD přišli s úplně novými algoritmy pro remapování a shromažďování zápisů, které do záznamů strukturované souborové systémy vůbec nepřipomínají, a výkonnostní charakteristiky a optimalizace, které jsme doteď viděli, tyto souborové systémy připomínají jenom náhodou. Zatím to ale vypadá tak, že chovat se k SSD tak, jako v něm takový souborový systém byl, je dobré obecné pravidlo, když chceme získat dobrou výkonnost. K té bude dlouhodobě klíčem plná podpora TRIM jak na straně SSD, tak na straně souborového systému.


Copyright © Dossani milenium group 2000 - 2020
cache: 0000:00:00