Voditelj razvoja softvera za Western Digital predložio je novi datotečni sustav Zonefs en popis za slanje programera Linux jezgra, S cilj pojednostavljenja rada na niskoj razini s uređajima za pohranu po zonama. Zonefs asocira svaku zonu na pogonu s zasebnom datotekom koja se može koristiti za pohranu podataka u neobrađenom načinu bez manipulacije na razini sektora i blokova.
Zonefovi nije FS usklađen sa POSIX-om i ograničen je za prilično ograničen opseg koji aplikacijama omogućuje upotrebu API-ja datoteke umjesto izravnog pristupa blokovskom uređaju pomoću ioctl-a. Datoteke povezane sa zonama zahtijevaju sekvencijalne operacije upisivanja počevši od kraja datoteke (pisanje načina dodatka).
Datoteke osigurane u Zonefsu mogu se koristiti za postavljanje baza podataka na vrh zoniranih jedinica pomoću struktura zapisa Strukturirano spajanje zapisa (LSM), počevši konceptom arhive: spremište.
Na primjer, slične se strukture koriste u bazama podataka RocksDB i LevelDB. Predloženi pristup omogućuje smanjenje troškova prijenosa koda koji je izvorno dizajniran za manipulaciju datotekama, a ne za zaključavanje uređaja, kao i za organizaciju rada na niskoj razini s 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 skupinu u kojoj je dopušteno samo sekvencijalno ažuriranje podataka također kroz cijelu skupinu blokova.
Npr. zoniranje snimanja koristi se na uređajima sa Magnetsko snimanje šindrom (SMR), kod kojih je širina staze manja od širine magnetske glave, a snimanje se vrši s djelomičnim preklapanjem susjedne staze, odnosno cuBilo koji prepisivanje čini potrebnim prepisivanje cijele grupe zapisa.
Damien Le Moal iz Western Digital-a Zonefs opisuje kao
Zonefs nije sustav datoteka koji je u skladu s POSIX-om. Cilj mu je pojednostaviti implementaciju podrške za zonirani blok uređaj u aplikacijama zamjenom pristupa neobrađenim datotekama uređaja bogatijim API-jem koji se temelji na datotekama, izbjegavajući oslanjanje na ioctls datoteke izravnih blokova uređaja 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 datotečnom sustavu, a ne u rasponu sektora zoniranog uređaja.
Što se tiče SSD pogona, u početku timaju vezu na sekvencijalne operacije pisanja uz prethodno čišćenje podataka, ali ove su operacije skrivene na razini kontrolera i FTL sloju (Flash prijevodni sloj). Kako bi povećao učinkovitost pod određenim vrstama opterećenja, NVMe je standardizirao ZNS (Zoned Namespaces) sučelje, koje omogućuje izravan pristup zonama bez prolaska kroz FTL sloj.
Linux za zonirane tvrde diskove počevši od jezgre 4.10 nudi blok uređaje ZBC (SCSI) i ZAC (ATA) i od inačica 4.13, dodan je dm-zonirani modul, koji predstavlja zonirani disk kao uobičajeni blok uređaj, skrivajući ograničenja upisa korištena tijekom zadatka.
Na razini datotečnog sustava, podrška za zoniranje već je integrirana u datotečni sustav F2FS i razvija se skup zakrpa za datotečni sustav 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-zoniranog.
Kako bi se pojednostavio prijevod datotečnih sustava, predloženo je ZBD sučelje koje prevodi slučajne upise u datoteke u sekvence sekvencijalnih operacija zapisivanja.
izvor: https://blog.westerndigital.com