Menadžer za razvoj softvera kompanije Western Digital je predložio novi sistem datoteka Zonefs en mailing lista programera linux kernel, sa cilj pojednostavljenja rada na niskom nivou sa uređajima za skladištenje po zonama. Zonefs asocira svaku zonu na pogonu s odvojenom datotekom koja se može koristiti za spremanje podataka u sirovom načinu bez manipulacije na razini sektora i bloka.
zonefs nije FS usklađen sa POSIX-om i ograničen je za prilično ograničen opseg koji omogućava aplikacijama da koriste API datoteke umjesto da izravno pristupe blokovskom uređaju pomoću ioctl-a. Datoteke povezane sa zonama zahtijevaju sekvencijalne operacije upisivanja počevši od kraja datoteke (pisanje režima dodatka).
Datoteke dane u Zonefs-u mogu se koristiti za postavljanje baza podataka na vrh zoniranih jedinica pomoću struktura zapisa Strukturirano spajanje zapisa (LSM), počevši od konceptom arhive: skladišni prostor.
Na primjer, slične strukture koriste se u bazama podataka RocksDB i LevelDB. Predloženi pristup omogućava smanjenje troškova prenosa koda koji je izvorno dizajniran za manipulaciju datotekama, a ne za zaključavanje uređaja, kao i za organizaciju rada na niskom nivou sa zoniranim jedinicama iz aplikacija na programskim jezicima koji nisu C.
Pod Zonirane jedinice namijenjeno HDD ili NVMe SSD uređajima, skladišni prostor koji je podijeljen na zone, sektore ili blokove koji čine grupu u kojoj je dopušteno samo sekvencijalno ažuriranje podataka također kroz cijelu grupu blokova.
Na primjer, zoniranje snimanja koristi se na uređajima sa Magnetno snimanje šindrom (SMR), kod kojih je širina staze manja od širine magnetne glave, a snimanje se vrši s djelomičnim preklapanjem susjedne staze, odnosno cuSvako prepisivanje čini potrebnim prepisivanje cijele grupe pjesama.
Damien Le Moal iz Western Digital-a Zonefs opisuje kao
Zonefs nije sistem datoteka usklađen s POSIX-om. Cilj mu je pojednostaviti implementaciju podrške za zonirani blok uređaj u aplikacijama zamjenom neobrađenih pristupa datotekama uređaja s bogatijim API-jem koji se zasniva na datotekama, izbjegavajući oslanjanje na ioctls datoteke direktnih blokova koji programerima mogu biti mračniji.
Primjer ovog pristupa je implementacija LSM struktura stabla u zoniranim blokovskim uređajima omogućujući pohranjivanje SSTables u datoteku zona sličnu uobičajenom sistemu datoteka, a ne u rasponu sektora zoniranog uređaja.
Što se tiče SSD pogona, u početku timaju vezu do operacija sekvencijalnog pisanja sa preliminarnim čišćenjem podataka, ali ove su operacije skrivene na razini kontrolera i FTL sloju (Flash prevodni sloj). Da bi povećao efikasnost pod određenim vrstama opterećenja, NVMe je standardizirao ZNS (Zoned Namespaces) sučelje, koje omogućava direktan pristup zonama bez prolaska kroz FTL sloj.
Linux za zonirane tvrde diskove počev od kernela 4.10 nudi blok uređaje ZBC (SCSI) i ZAC (ATA) i od verzija 4.13, dodan je dm-zonirani modul, koji predstavlja zonirani disk kao normalni blok uređaj, skrivajući ograničenja upisa korištena tijekom posla.
Na nivou sistema datoteka, podrška za zoniranje već je integrirana u sistem datoteka F2FS i razvija se set zakrpa za sistem datoteka Btrfs, koji je pojednostavljen za prilagodbu zoniranim pogonima radom u CoW načinu kopiranja i pisanja. Ext4 i XFS koji rade na zoniranim pogonima mogu se organizirati pomoću dm-zoniranja.
Kako bi se pojednostavio prijevod sistema datoteka, predloženo je ZBD sučelje koje prevodi slučajne upise u datoteke u sekvence sekvencijalnih operacija upisivanja.
Izvor: https://blog.westerndigital.com