Fedora 9, новая файловая система ext4

[Alen]

Оригинальное интервью здесь:
http://fedoraproject.org/wiki/Interviews/EricSandeen


Одна из главных особенностей в Fedora 9 будет имплементация ext4. Новая файловая система не будет установлена “по умолчанию” для дистрибутива, но будет доступна для пользователей и системных администраторов. Новые возможности включают больший объем и онлайн-дефрагментацию для лучшей производительности и большей надежности.

---------

Интервью с Eric Sandeen, менджером проекта Fedora и разработчиком файловой системы в Red Hat.


Что подтолкнуло Вас к работе над интеграцией ext4 в Fedora 9?

Eric Sandeen: Это естественно, так как Fedora всегда была отличной платформой для тестирования интересных разработок в Linux. Сейчас, когда львиная доля работы по ext4 сделана, передача ее в руки пользователей – это отличный способ испытать ее в “реальных условиях”.


Насколько далеко продвинулась Fedora в разработке ext4?

Eric Sandeen: разработка ext4 была совокупностью усилий нескольких участников. Быстрый взгляд на лист рассылок ext4 показывает вклад нескольких компаний и частных разработчиков, заинтересованных в разработке ext4. Одна из моих обязанностей в Red Hat – разработка файловой системы для Fedora и RHEL, поэтому я делал все возможное для ускорения работы производя патчи, тесты, улучшения и т.д.


Не могли бы Вы сказать больше о новых возможностях ext4? Каким будет первое впечатление у пользователей?

Eric Sandeen: Надеюсь, первое впечатление будет, что она (ext4) работает так же, как ext3, не считая того, что она быстрее и имеет больше возможностей. Вероятно, самое главное “нововведение”, которое не волнует непосредственно конечного пользователя, - это новый формат диска. Это позволяет файловой системе следить за содержимым файла в паре [смещение, длина], а не [блок-за-блоком], что является намного более эффективным, чем механизм в ext3. К примеру, удаление больших файлов должно быть намного быстрее.

Наряду с новым форматом диска, результатом использования мультиблокового распределителя ("Multiblock Allocator") должно стать лучшее файловое распределение для большинства задач, что приведет к лучшему размещению файлов и меньшей фрагментации (диска) с течением времени.

Другая особенность, которую могут заметить некоторые пользователи, - это возможность создания бОльших файлов и файловых систем. ext3 была ограничена 16Т размером файловой системы, (и это стало возможным недавно, до версии 2.6.18 (ядра) лимит был 8Т), тогда как формат ext4 диска будет способен поддерживать до 1024P.

-----Для справки:
1000 Gigabytes = 1 Terabyte
1000 Terabytes = 1 Petabyte

Лимит размера файла увеличился также: в то время, как в ext3 он был 2Т, в ext4 размер файла может быть до 16Т (максимальные размеры файла и файловой системы зависят от размера блока; указанные выше значения приведены для размера блока 4К).

Другие особенности, которые будут полезны многих пользователям – это улучшеный таймстэмп и увеличенный максимум субдиректорий (в настоящее время – 65000 субдиректорий). ext4 будет использовать расширенные in-inode атрибуты, что увеличит эффективность таких программ как SELinux, beagle и samba acls.

“Неинициализированные группы блоков” должны ускорить mkfs и fsck в некоторых ситуациях, за счет возможности полностью пропустить блоки метадаты, которые никогда не будут использованы. flex_bg должна также облегчить fsck-время (скорость) за счет нового способа размещения метадаты на диске.

Предварительное распределение файлов также будет полезно некоторым приложениям. К примеру, когда Вы будете скачивать Fedora 10 DVD торрент на ext4, клиент сначала распределит место, чтобы избежать сильной фрагментации, которая может появиться.


Как она (ext4) отличается от уже существующих решений?

Eric Sandeen: В сравнении с другими файловыми системами в Linux, ext4 добавила возможности, которые присутствуют в файловых системах, известных своей масштабируемостью. В ext4 будет присутствовать совокупность масштабируемых возможностей, созданных на основе надежного кода ext2 и ext3.

Как можно сравнить ext4 с другими современными файловыми системами, такими как btrfs?

Eric Sandeen: btrfs – это интересная новая разработка среди файловых систем Linux, которая подает большие надежды. Она пытается решить проблемы с памятью в Linux способом, который фундаментально отличается от ext4. Например, эта файловая система является COW (copy-on-write), что позволяет ей иметь много интересных возможностей (перезаписываемые рекурсивные снэпшоты, subvolums и т.д.)

Я бы сказал, что по сравнению с btrfs, ext4 в большей степени эволюционная, чем революционная; она (ext4) использует солидную базу наработок ext2 и ext3 и позволяет достичь нового уровня размера (диска, файлов) и производительности, облегчая конечным пользователям переход и уменьшая риск.


Ext4 совместима с ext3, так ли это? При переходе (на ext4) пользователю не нужно форматировать раздел?

Eric Sandeen: провести апгрейд ext3 до ext4 будет возможно, просто монтировав ext3-файловую систему как ext4; любой новый файл будет создан в новом формате по умолчанию. (Заметьте, что после того, как этот файл будет создан, монтировать файловую систему как ext3 будет уже невозможно до тех пор, пока файл не будет удален и флаги не будут обнулены; эта обратная миграция возможна, но она в некоторой степени неудобна.)

Есть также ioctl для конвертации ext3-файлов в новый формат, хотя эта программа (ioctl) пока еще не является частью e2fsprogs.


Мы никогда не слышали о решениях для дефрагментации в Linux, как, по Вашему мнению, это может помочь системе?

Eric Sandeen: Дефрагментация может быть хорошим инструментом для улучшения производительности, потерянного из-за плохого размещения файлов на диске.

Файловая система XFS – это единственная файловая система, которую я знаю, в которой программы для дефрагментации есть уже многие годы. Она способна взять фрагментированный файл (который не размещен непрерывно на диске), распределить непрерывное место для нового (файла) и переместить блоки (исходного) файла на это место.

Дефрагментатор в ext4 все еще в разработке; планируется, что он будет очень гибким: кроме способности делать отдельные файлы непрерывными, он будет обладать другими интересными возможностями, такими как расположение всех файлов в директории один за другим, а также дефрагментацию свободного пространства (перемещение файлов для того, чтобы образовались бОльшие непрерывные области свободного места на диске).


Что еще должно быть сделано, чтобы можно было сказать, что поставленные цели достигнуты?

Eric Sandeen: Планируется еще несколько возможностей, которые, вероятно, не будут доступны, пока не выйдет Fedora 9: отложенное распределение (delayed allocation), к примеру, - механизм, используемый в других файловых системах (ожидание, пока данные на самом деле записаны на диск, чтобы принять решение о распределении места, что позволяет собрать эти распределения вместе, что, в свою очередь, позволяет принимать лучшие решения о распределении (файлов на диске) ).

Поддержка большого размера файловой системы, что позволит создавать системы бОльшие , чем 16Т, также нуждается в проведении дополнительной работы, главным образом в e2fsprogs.

Утилиты для дефрагментации и миграции также могут появиться немного позже.

Но основные возможности ext4 будут доступны пользователям после выхода Fedora 9.


Что делается для того, чтобы все это было легко доступно в Fedora 9?

Eric Sandeen: Альфа-версия инсталлятора Fedora 9 уже может производить инсталляцию на файловую систему ext4, предполагая, что соответствующая “секретная фраза” передана инсталлятору во время загрузки. Ранее было несколько небольших проблем, решенных после выхода альфа-релиза. В общем и целом, произвести инсталляцию на ext4 несложно. Я надеюсь, что к моменту выхода F9 Preview или финального релиза, ext4 будет доступна как опция в разделе “custom partitioning” без необходимости в нестандартных загрузочных опциях.

Коль мы заговорили об этом, e2fsprogs – все еще недостающая часть. В то время, как мы можем создавать, монтировать и использовать ext4 в ранних спинах F9, все еще нет полностью ext4-совместимой версии e2fsprogs для администрации и поддержки. Тем не менее, скоро это должно быть устранено.

Другие моменты должны быть проработаны так же. Утилиты file, blkid, udev должны “знать” об ext4, как это произошло с system-config-lvm.

Я надеюсь, что ко времени выхода финального релиза F9, ext4 будет доступна и легка в использовании так же, как и ext3.


Безопасно ли по Вашему мнению использование ext4 в уже существующих системах Fedora 8?

Eric Sandeen: Мне нужно будет поговорить с разработчиками ядра об этом Если ext4 достигнет статуса “не-в-разработке” в одной из версий ядра, поставляемых с F8, тогда я могу представить, что ext4 будет доступна там.


Будет ли ext4 системой по-умолчанию для Fedora 9?

Eric Sandeen: Я не ожидаю, что она будет системой по-умолчанию. По моему мнению, ext3 все еще очень хорошо служит большинству пользователей Fedora. Но (она будет интересна) для тех, кому нужны масштабируемость, быстрота или опции в большем объеме, чем может предоставить ext3 или для тех, кто просто хочет попробовать какие-то новые решения.


Работают ли другие дистрибутивы над имплементацией ext4?

Eric Sandeen: Я думаю, что несколько других дистрибутивов поставляет “ext4dev”, который является пре-релиз версией кода ext4. Но Fedora – единственный дистрибутив, о котором я знаю, который активно работает над тем, чтобы завершить ext4 и интегрировать ее в ОС.


И последнее, не могли бы Вы рассказать немного о себе? Что изначально привлекло вас в “free software”? Что Вы делаете в свободное время, когда не работаете с компьютерами?

Eric Sandeen: Мой первый код для ядра был к драйверу video4linux для старой bttv-карты, чтобы аудио работало как надо. Мне стыдно признать, что большая часть этого уродливого кода все еще в ядре Я присоединился к SGI примерно в 2001 чтобы работать над файловой системой xfs, а в 2006 перешел в Red Hat. Моя жена говорит, что не существует такой вещи как “свободное время, когда я не работаю с компьютерами”, но я делаю все возможное, чтобы проводить это время с моей семьей. Моя почти 4-летнаяя дочь предложила мне помощь в устранении бага в ext4, над которым я работал, так что она может пойти по моим следам.