VxFS (Veritas File System)

Материал из Национальной библиотеки им. Н. Э. Баумана
Последнее изменение этой страницы: 19:39, 26 августа 2017.
VxFS
Полное название Veritas File System
Содержимое каталога расширяемый хеш
Limits
Макс. размер тома 128 Зеттабайт
Макс. размер файла 8 Экзабайт
Макс. длина имени файла 256 байт
Features
Вилка да
Признаки
en:Extended file attributes
Разрешения файловой системы POSIX, ACL
Прозрачное сжатие нет
Транспорантное шифрование нет
Другие
Операционная система HP-UX, Solaris, OpenSolaris, AIX, Linux, SINIX и UnixWare

VxFS (англ. Veritas File System) — проприетарная файловая система с поддержкой экстентов[1], разработанная компанией Veritas Software, которая слилась с Symantec в 2005 году[Источник 1]. Благодаря соглашению OEM, VxFS используется в качестве файловой системы по умолчанию для операционной системы HP-UX. VxFS также поддерживается в AIX, Linux, Solaris, SINIX/Reliant UNIX и UnixWare.

По словам продавца, VxFS стала первой коммерческой журналируемой файловой системой. Это утверждение можно толковать двояко: VxFS была первой реализацией файловой системы с журналированием в контексте коммерческого использования, или первой файловой системой, доступной в качестве самостоятельной продукции.

Veritas File System имеет несколько версий дисковых структур, однако благодаря их версионированию возможна конвертация ранних вариантов файловой системы в более поздние.

Начиная с версии 5.0, доступны также бесплатные версии под названием Veritas Storage Foundation Basic с ограниченными возможностями.

Основные характеристики, особенности и возможности файловой системы

Логотип Veritas

Среди наиболее важных характеристик последней версии VxFS (в настоящее время - Disk layout Version 10) можно отметить:

Использование экстентов

Экстентом называется один или несколько смежных блоков данных в файловой системе. Он представляется как пара адрес-длина, которая идентифицирует стартовый адрес блока и длину экстента (в физических или логических блоках). В файловой системе VxFS для косвенной адресации (необходима в многодисковых конфигурациях) также применяется особый тип экстентов, называемый типизированным экстентом (typed extent).

Резервное копирование в автономном режиме (моментальный снимок файловой системы)

Моментальный снимок (snapshot) файловой системы - это точный образ оригинальной файловой системы в определенный момент времени. Моментальный снимок файловой системы всегда доступен только для чтения, причем вы можете копировать из него как отдельные файлы (используя команды cp или cpio), так и всю файловую систему (утилиты volcopy, vxdump, fscat). Данная функция позволяет не ограничивать доступ к данным и не требует значительного дополнительного дискового пространства. Кроме того, наличие «моментальных снимков» значительно сокращает время восстановления данных.

Список команд для VxFS
Поддержка ACL (Access Control List)

ACL представляет собой список контроля доступа, определяющий, кто или что может получать доступ к конкретному объекту, и какие именно операции разрешено или запрещено этому субъекту проводить над объектом. Список доступа представляет собой структуру данных (обычно таблицу), содержащую записи, определяющие права индивидуального пользователя или группы на специальные системные объекты, такие как программы, процессы или файлы.

Возможность изменения размеров файловой системы и оптимизации ее структуры

VxFS тесно интегрирована с менеджером логических томов – VxVM, благодаря чему в ней возможно изменение (в любую сторону) размера файловой системы «на лету» (без приостановления ее работы или уменьшения производительности), включение различных режимов использования томов – стриппинг данных, их зеркалирование, а также комбинации того и другого, создание избыточных массивов по типу RAID Level 5, изменение внутренней организации данных без остановки работы. Всё это позволяет VxFS (в сочетании с VxVM) претендовать на звание комплексной системы размещения данных.[Источник 2].


Возможность дефрагментации файлов

Как и изменение размеров файловой системы, дефрагментация возможна "на лету", т.е. без влияния на работу файловой системы.

Журналирование
Типичная журналируемая файловая система

Файловая система VxFS является журналируемой. Журналируемая файловая система сохраняет список изменений, которые она будет проводить с файловой системой, перед фактическим их осуществлением. Эти записи хранятся в отдельной части файловой системы, называемой журналом (англ. journal) или логом (англ. log). В случае сбоя, журнал может быть использован в качестве отправной точки для восстановления несохраненных данных и для предотвращения повреждения метаданных. Как только изменения файловой системы внесены в журнал, она применяет эти изменения к файлам или метаданным, а затем удаляет эти записи из журнала. В случае сбоя журналируемая файловая система гарантирует восстановление всех потерянных данных[Источник 3]. В VxFS журнал обычно содержит следующую информацию об измененных файлах:

  • Inode (Индексный Дескриптор) файла, который был изменен;
  • время внесения изменений;
  • тип изменений;
  • дополнительные сведения в зависимости от типа данных.


Поддержка функции SmartMove

SmartMove повышает эффективность операций интенсивной обработки данных, анализируя их и обеспечивая перемещение только необходимых блоков данных. Это повышает эффективность операций с перемещением данных, таких как создание и синхронизация зеркал или копий текущего состояния, поскольку уменьшает количество копируемых блоков[Источник 4]. SmartMove работает только с файловыми системами VxFS, которые монтируются на томах VxVM.


Поддержка Thin Provisioning
Дедупликация данных

Thin Provisioning (динамическое выделение ёмкости) — это выделение пространства по требованию именно в то время, когда это необходимо. Динамическое выделение ресурсов позволяет осуществлять более эффективное распределение памяти для сохранения данных: каждый виртуальный диск занимает в точности такую емкость в пуле хранения данных, состоящем из физических жестких дисков, какая ему действительно требуется, и при этом всегда пользуется всеми предоставляемыми ему ресурсами[Источник 5].


Дедупликация данных

Зачастую, в результате сохранения резервных копий, на устройствах хранения оказываются практически идентичные по содержимому файлы с минимальными изменениями в них. Дедупликация данных — это технология, при помощи которой обнаруживаются и исключаются избыточные данные в дисковом хранилище. В процессе дедупликации во время анализа идентифицируются и запоминаются уникальные элементы информации фиксированного размера (англ. chunks). По мере выполнения анализа сравниваются все новые и новые элементы. При выявлении дублирующегося элемента, он заменяется ссылкой на уникальное вхождение (или на него перенаправляется уже существующая ссылка), а пространство, занимаемое дубликатом, высвобождается[Источник 6] .

MVS в VxFS

Функция поддержки нескольких томов (MVS - multi-volume support) позволяет файловой системе VxFS использовать несколько томов VxVM в качестве основного хранилища вместо традиционного использования единичного тома файловой системы. Такие тома могут иметь разные характеристики (производительность, избыточность или стоимость) и использоваться для изоляции различных частей файловой системы друг от друга в служебных или административных целях. Администраторы и приложения могут контролировать, какие файлы и метаданные входят в конкретные тома с помощью политики распределения. Функция поддержки нескольких томов позволяет решать следующие задачи:

  1. Управление расположением файлов, позволяющее выделять разным файлам или иерархиям файлов разные тома;
  2. Размещение журнала регистрации намерений (англ. - intention log) VxFS на своем собственном томе для минимизации перемещений головки диска и, как следствие, увеличения производительности;
  3. Отделение контрольных точек журналирования в целях их изоляции от остальной части файловой системы;
  4. Отделение метаданных файловой системы от данных файла;
  5. Инкапсуляция томов, позволяющая отображать их в файловой системе в виде файлов;
  6. Перенос файлов с тома в целях обслуживания тома или его замещения.

Преимущества и недостатки VxFS

Файл в файловой системе с поддержкой экстентов
Файл в традиционной файловой системе

К преимуществам файловой системы VxFS можно отнести следующие характеристики:

  1. Функция журналирования обеспечивает согласованность данных и быстрое восстановление файловых систем после сбоев.
  2. VxFS применяет кластерную адресацию последовательных блоков, что приводит к увеличению скорости доступа к большим файлам.
  3. Директории VxFS проиндексированы - следовательно, повышена скорость поиска файла по имени.
  4. В VxFS используется одновременная параллельная проверка имеющихся файловых систем, что значительно уменьшает время загрузки после сбоя.
  5. Файловая система Veritas намного производительнее, чем другие журналируемые и основанные на экстентах файловые системы[2].
  6. В VxFS предусмотрена возможность конфигурирования «на лету», т.е. без снижения производительности файловой системы.
  7. VxFS предоставляет возможность хранения больших файлов (до нескольких терабайт).
  8. Поскольку все данные в одном экстенте расположены на диске подряд, повышается скорость чтения и записи файла и понижается степень фрагментации дискового пространства;
  9. Системные администраторы для достижения максимальной производительности ввода/вывода могут устанавливать параметры файловой системы, специфичные для приложений:
  • размер экстента по умолчанию;
  • установка нижнего параметра, выше которого все операции выполняются как прямой ввод/вывод;
  • максимальный размер прямого ввода/вывода;

К недостаткам VxFS относят следующие свойства:

  1. Служебные структуры VxFS занимают больше места на диске;
  2. Данная файловая система обладает повышенной сложностью реализации, связанной с использованием экстентов.

Примечания

  1. Экстент (англ. extent, протяженность) — в файловых системах, непрерывная область носителя информации. Как правило, в файловых системах с поддержкой экстентов большие файлы состоят из нескольких экстентов, не связанных друг с другом напрямую.
  2. Пиковая пропускная способность на 236% выше, чем в ReiserFS, и на 478%, чем в Ext3 (Third Extended File system) (согласно SPECsfs3.0 NFS Server Benchmark на Linux платформе).

Источники

  1. Veritas File System // Wikipedia: сайт. [2017-2017]. Дата обновления: 25.03.2017. URL:https://ru.wikipedia.org/wiki/Veritas_File_System (дата обращения: 25.03.2017).
  2. Файловая система и менеджер томов Veritas // Сitforum: сайт. [2017-2017]. Дата обновления: 25.03.2017. URL:http://citforum.ru/operating_systems/articles/veritas/ (дата обращения: 25.03.2017).
  3. Журналируемые файловые системы // Kiberblog: сайт. [2017-2017]. Дата обновления: 25.03.2017. URL:http://kiberblog.clan.su/publ/2-1-0-9 (дата обращения: 25.03.2017).
  4. SYMANTEC анонсирует новые версии VERITAS STORAGE // Club.cnews: сайт. [2017-2017]. Дата обновления: 25.03.2017. URL: http://club.cnews.ru/blogs/entry/symantec_anonsiruet_novye__f9c01 (дата обращения: 25.03.2017).
  5. Гипервизоры систем хранения данных // Osp: сайт. [2017-2017]. Дата обновления: 25.03.2017. URL: https://www.osp.ru/lan/2012/04/13014691/ (дата обращения: 25.03.2017).
  6. Системы хранения данных // Teleser: сайт. [2017-2017]. Дата обновления: 25.03.2017. URL: https://teleser.ru/products/category/shd (дата обращения: 25.03.2017).

Ссылки

  1. Symantec
  2. Интеллектуальное хранение
  3. Veritas - Technical Support
  4. Veritas™ File System Programmer's Reference Guide
  5. Управление файловой системой VxFS
  6. ZFS Vs. VxFS – Performance Comparison