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2010年6月

Btrfs(6)

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Btrfsは、すべての記録データにエラー検出用の情報「チェックサム」を付加しています。
これによって、データが破損していないかを随時チェックできます。

Btrfsではデータが「エクステント」単位で記録され、チェックサムもエクステント単位
に計算、保持されます。エクステントとは、任意の数の連続したブロックのことを言います。

チェックサムは、入出力処理の要所でチェックされ、破損データを見つかった場合、ミラー
されたエクステントが存在していればそれを利用してデータを復元します。

Btrfs(5)

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Btrfsでは、すべての記録エリアを木構造で管理しているため、Copy on write方式が
実現しやすいです。木構造を採用すると、管理情報の中のポインタを変更するたけで、
データの記録位置を自在に変更できるからです。

データ変更が生じた際は、そのデータを参照している上位ノードも書き換える必要が
あります。つまり、書き換えは最上位のrootノードまで波及することになります。
Btrfsではこれを含め、すべての書き換えをCopy on writeで処理します。

Copy on write処理には過去のデータを残しやすい特徴があります。
そのため、ある時点でのファイルシステム情報を容易に実装できます。
実際、btrfsもスナップショット機能をサポートしています。
従来のLVMで実装されていたスナップショットよりも使いやすくなってます。

Btrfs(4)

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一方Copy on writeでは、元データをいったん別の記録エリアにコピーし、
そのコピーに対して書き換えを実施します。書き換え中も元データはそのまま
残されるため、新しいデータの書き込みに失敗しても確実に以前のデータに
戻せます。新しいデータへの書き換えは、書き込みが完了してから実施
すればよいです。

Btrfs(3)

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Btrfsでは、メタデータだけでなく、データ全体の安全性確保に力を注いでいる。
従来のファイルシステムと最も違うのは「Copy on write」方式でデータを
書き込む点です。

既存のファイルシステムでは、記録してあるデータを壊してから、そこに新しい
データを上書きします。そのため、新しいデータの書き込みに失敗すれば
「破壊されたデータ」しか残りません。これがデータの破損になります。

Btrfs(2)

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もし、すべてのデータ変更に対してジャーナリングを有効にすれば、データの安全性
を確保できますが、そうすると、データの書き込み量が2倍になり書き込み性能が
大きく低下します。そのため通常はファイルシステム管理用の情報である「メタデータ」
でけジャーナリングを有効にします。つまり他のデータは、中途半端に書き込まれる
ことで破損する危険性があるのです。

しかもジャーナリング機能は、あくまで変更操作を確実に実施するためのものであり、
データは破損の検知はできません。破損したデータをそのまま利用すると、システム
や業務に重要な被害を及ぼす可能性があります。

Btrfs(1)

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Btrfsは、データを安全に更新できる「Copy on Write型」の
ファイルシステムです。これまでファイルシステムとは別レイヤー
で実装されていたRAID機能やスナップショット作成機能をBrtfs
では包含するなどの特徴があります。

現在標準で利用されているのが、「ext3」「ext4」「XFS」などの
ジャーナリング機能を備えるタイプです。
ジャーナリングとは、ファイルに変更を加える前に「これからどんな
変更を加えるか」という情報(ジャーナリング)を書き込んでおき、
変更操作を確実にする仕組みです。

もしシステムがいきなり停止した場合でも、後からジャーナルを使って
変更操作を再開できます。

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