Moderní souborové systémy - XFS

18. 12. 2002 | Petr Novický | Systém | 14222×

Návod, jak zprovoznit tento souborový systém.

Úvod

V dnešním díle seriálu o moderních souborových systémech se budeme zabývat XFS filesystémem. XFS byl vyvinut firmou SGI jako náhrada filesystému EFS a v roce 2001 vyšla podpora tohoto filesystému i pro operační systém Linux. Tento souborový systém se používá pro high-end servery (obsahuje podporu pro multiprocesorové počítače), zajišťuje rychlé zotavení při pádech a podporuje extrémně velké diskové farmy. Jedná se o žurnálovací filesystém s 64-bitovým adresováním. Jeho hlavními výhodami jsou robustnost, důvěryhodnost a možnosti, které ostatní filesystémy neposkytují. Má však i svoje nevýhody, jako je slabší výkon při mazání velkého počtu malých souborů nebo příliš veliký kód.

Mezi výhody XFS patří jeho následující vlastnosti:

• žurnálování, tudíž jeho rychlá obnova při havárii systému (dochází k žurnálování pouze metadat).
• rychlé transakce, kde se XFS snaží co nejvíce snížit vliv žurnálování při zápisu a čtení dat. Jeho struktury a algoritmy jsou navrženy tak, aby se tento cíl dařilo co nejvíce splňovat.
• vysoké limity filesystému vycházejí z faktu, že se jedná o 64-bitový filesystém, tudíž je schopen obsahovat soubory, které mají miliony terabytů. Tento filesystém je tedy připraven na vzrůst kapacity disků a to nejen svými vysokými limity, ale také strukturami a algoritmy.
• vysoký výkon, díky schopnosti efektivně používat I/O operace.

Instalace

Kompilace kernelu

Jako první věc, kterou musíme provést, pokud chceme používat XFS, je opět kompilace kernelu, který tento filesystém podporuje. Bohužel je v případě XFS tato procedura o něco zdlouhavější, protože podpora XFS není přímo ve zdrojových kódech kernelu připravena a musíme proto kernel tzv. opatchovat. Vzhůru do toho!

Začneme stažením zdrojových kódů kernelu (linux-2.4.x.tar.gz nebo linux-2.4.x.tar.bz2) z ftp.kernel.org nebo z nějakého mirroru a rozbalíme je do adresáře, kde budeme náš kernel kompilovat. Poté je nutné stahnout patche (je nutné stáhnout patch pro správnou verzi kernelu!), pomocí kterých upravíme zdrojové kódy kernelu tak, aby obsahovaly podporu XFS. Nyní stačí rozbalit patche pomocí příkazu gunzip patchfile_name.gz a zkopírovat patch do adresáře se zdrojovými kódy kernelu. Poté v tomto adresáři použijeme příkaz:

patch -p1 < patchfile_name

kterým opatchujeme zdrojové kódy kernelu. Nyní, když už jsme aplikovali patch, kofigurujeme a instalujeme kernel jako obvykle. Pro podporu XFS je nutné zaškrtnout tyto volby:

• XFS filesystem support (CONFIG_XFS_FS)
• Page Buffer support (CONFIG_PAGE_BUF)

Tyto volby můžete zaškrtnout buď jako modul, nebo přímo zakompilovat do kernelu. Pokud plánujete použít XFS na váš kořenový oddíl, je nutné mít podporu zakompilovanou přímo do kernelu (nebo můžete vytvořit ramdisk s tímto modulem viz druhý díl tohoto seriálu).

Nástroje na obsluhu XFS

Pro práci s XFS filesystémem jsou také nutné určité uživatelské nástroje, o kterých si něco řekneme právě teď. Tyto nástroje získáme na následující adrese: http://www.xfs.org/download.html.

Příkazy:

• acl - příkaz na správu ACL (Access control lists).
• attr - příkaz pro manipulaci s EA (extended attributes).
• quota - balíček příkazů pro monitorování a omezování používaného místa na disku uživatelem (skupinou uživatelů).
• xfsdump - tento balíček obsahuje příkazy xfsdump, xfsrestore a další příkazy pro administraci XFS. Příkaz xfsdump prohlíží soubory filesystému, poté rozhodne, které je nutné zálohovat a zkopíruje je na určený disk, pásku nebo jiné zařízení. Umí ukládat i EA (Extended attributes) a to ve formátu, který je vhodný na přenášení dat mezi různými architekturami. Příkaz xfsrestore provádí přesně opačnou činnost, obnovuje data za zálohy.
• xfsprogs - balíček příkazů pro prací s XFS, který obsahuje i mkfs.xfs (pozor: pokud máte starší verzi těchto příkazů, musíte si je překompilovat, aby seděly s novými hlavičkovými soubory kernelu!). Po rozbalení použijeme známou sekvenci příkazů make configure; make; su root; make install.

Vytvoření XFS filesystému:

Nový souborový systém XFS se vytváří stejným způsobem jako ostatní a to příkazem

mkfs -t xfs /dev/hdXX

kde /dev/hdXX je diskový oddíl, na kterém chceme XFS vytvořit. Při vytváření filesystému dochází k smazání všech dat, které se na daném oddíle vyskytují, proto je nutné si je zálohovat!

Existuje možnost zlepšení výkonu pomocí zvýšení velikosti žurnálu. Následujícím příkazem vytvoříme filesystém s defaultní hodnotou žurnálu 8000 bloků.

mkfs -t xfs -l internal,size=8000b -d name=/dev/hdXX

O dalších volbách, které je možné použít při tvorbě filesystému, se můžete dočíst v manuálových stránkách.

Nyní už stačí pouze připojit náš filesystém příkazem

mount -t xfs /dev/hdXX /adr

kde adr je místo v adresářovém stromu, kam chceme diskový oddíl připojit. Před připojením XFS zkontroluje transakce v žurnálu a pak můžeme náš nový filesystém začít používat.

Abychom nemuseli po každém restartu systému tento oddíl znovu připojovat ručně, je lepší přidat záznam do souboru /etc/fstab a systém při startu připojení provede za nás. Přidaná řádka by měla vypadat asi následovně:

/dev/hdc1 /home xfs defaults 0 0

Souhrn

XFS je moderní souborový filesystém s garantovanou konzistencí dat (díky žurnálu). Jeho podpora existujeje pro jádra řady 2.4 a 2.5 pomocí externího patche. Obsahuje podporu quot, EA (extended attributes ) a ACL (access control lists). Stejně jako u všech ostatních moderních souborových systémů je zde možnost ukládat žurnál na oddělený diskový oddíl. Je možné za běhu zvyšovat velikost pomocí příkazu xfs_growfs z balíčku příkazů xfsprogs. Je kompatibilní s NFS. Podporuje také zálohování (viz příkazy xfsdump a xfsrestore). Dále je podporováno swapování do souborů. Pro běh tohoto filesystému je doporučováno minimálně 64 MB paměti.

       

Komentáře

[amater]

Od jadra 2.5.37 je XFS sucastou jadra.

[Kvetoslav Kocek]

* Po rozbalení použijeme známou sekvenci příkazů make configure; make; su root; make install. No nevim, ja tuhle sekvenci prikazu neznam. Pouzivam spis configure, make, make install. Stve me, ze kazdy program pouziva neco jineho. make all, make program, make janevimco. Aby se v tom prase vyznalo...

[unchallenger]

V tom případě asi kompiluješ jako root :o) Což se nedporučuje. Nic, co nemusíš dělat jako root, nedělej jako root.

[Tchumackk]

...anebo si instalujes nekam, kam muzes: treba do houmu, ze?

[Tomas Dean]

Vsechno delam jako root :)

[MOJE]

Nikde neni receno, ze velikost zurnalu muze podstatne ovlivnovat rychlost. Ja osobne mam zkusenost, ze maximalni velikosti zurnalu se nic nezkazi a rychlost se drobatko zvedne (obzvlast pri mazani mnoha souboru). BTW mazani mnoha malych souboru je fajn termin. Nema nekdo nahodou velky disk a na nem mnoho velkych souboru ? Treba je tam rychlost jina ))

[Huiii]

Nevim, jestli je to nahoda (je?), ale opravdu velmi podobny serial je na IBM developerWorks, dil 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13. Je to sice podrobnejsi, ale v anglictine (pro vetsinu lidi snad neni problem).

[kokot]

No konecne XFS Tu volbu 'Page_buffer..' najdu kde? Ja prekladal jadro s XFS mnohokrat a nikdy jsem ji nezaskrtaval nevim kde je ani jsem ji v konfigu nenasel. A funguje to i bez ni. Vim, ze je to na starnkach sgi, ale v patchu jadra 2.4.20 ne. Jinak by se asi hodila poznamka o tom, ze XFS mimo jine umoznuje mit cast filesystemu v urcitem plain modu ktery je extremne rychly. Hodi se napriklad na streamovani videa. Velmi sikovna featura. V praxi nemam problemy ani na stroji s 32M pameti.

[Luke]

Na mem pocitaci po vypadku elektriky dochazi na XFS oddilech ke ztrate dat v souborech starych i nekolik minut pred vypadkem elektriky. Tak jsem musel prejit na ext3 Viz tady.

[kokot]

No jo, XFS journule metadata ale ne data, presne jak tam ten jeden borec odpovidal. Tohle chovani je mimochodem defaultni chovani ext3 taky. Ext3 ma ale tu vyhodu, ze ma option journal ktery navic journaluje i data. Je to ovsem na ukor rychlosti. Zapisovani dat na disk se deje ale docela casto, interval neni vetsi nez nekolik desitek sekund.

[Luke]

No to je samozrejme blbost, protoze jak jsem tam psal dal, ma narok ztratit data maximalne 30sec. stara. Mne ztrati klidne i 10 minut stara data. Jinak ext3 to nedela, protoze ma defaultne ordered journal, ktery komituje napred data a az pak metadata. Po tom, co tam odpovedela ta trubka, ze je to normalni, tak odpovedel nekdo z sgi, ze to fakt normalni neni, staci cist..

[ZmatenyZacatecnik]

Serial se mi libi a chtel bych se zeptat, jestli chystate nejake pokracovani o sitovych/distribuovanych souborovych systemech jako NFS, Coda, Intermezzo, OpenAFS, GFS... Chtel jsem neco takoveho rozbehnout na notebooku vs domaci pocitac, ale krom NFS to chtelo vytvaret extra oblasti a podobne, na coz jsem nemel zaludek. Takze by se mi libil nejaky cesky step-by step pruvodce temito zajimavymi systemy...

[Vlada Mezera]

Lze pro xfs pouzit obycejna quota???Potreboval bych to ted udelat a oficalni stranky jsou mimo. Nikde jsem nenasel jestli je to mozne...