在Linux中使用Stratis配置本地存储

关注于易用性,Stratis 为桌面用户提供了一套强力的高级存储功能。

对桌面 Linux 用户而言,极少或仅在安装系统时配置本地存储。Linux 存储技术进展比较慢,以至于 20 年前的很多存储工具仍在今天广泛使用。但从那之后,存储技术已经提升了不少,我们为何不享受新特性带来的好处呢?

本文介绍 Startis,这是一个新项目,试图让所有 Linux 用户从存储技术进步中受益,适用场景可以是仅有一块 SSD 的单台笔记本,也可以是包含上百块硬盘的存储阵列。Linux 支持新特性,但由于缺乏易于使用的解决方案,使其没有被广泛采用。Stratis 的目标就是让 Linux 的高级存储特性更加可用。

简单可靠地使用高级存储特性

Stratis 希望让如下三件事变得更加容易:存储初始化配置;后续变更;使用高级存储特性,包括 快照 snapshots 精简配置 thin provisioning ,甚至 分层 tiering

Stratis:一个卷管理文件系统

Stratis 是一个 卷管理文件系统 volume-managing filesystem (VMF),类似于 ZFSBtrfs 。它使用了存储“池”的核心思想,该思想被各种 VMF 和 形如 LVM 的独立卷管理器采用。使用一个或多个硬盘(或分区)创建存储池,然后在存储池中创建 volume 。与使用 fdiskGParted 执行的传统硬盘分区不同,存储池中的卷分布无需用户指定。

VMF 更进一步与文件系统层结合起来。用户无需在卷上部署选取的文件系统,因为文件系统和卷已经被合并在一起,成为一个概念上的文件树(ZFS 称之为 数据集 dataset ,Brtfs 称之为 子卷 subvolume ,Stratis 称之为文件系统),文件数据位于存储池中,但文件大小仅受存储池整体容量限制。

换一个角度来看:正如文件系统对其中单个文件的真实存储块的实际位置做了一层 抽象 abstract ,而 VMF 对存储池中单个文件系统的真实存储块的实际位置做了一层抽象。

基于存储池,我们可以启用其它有用的特性。特性中的一部分理所当然地来自典型的 VMF 实现 implementation ,例如文件系统快照,毕竟存储池中的多个文件系统可以共享 物理数据块 physical data block 冗余 redundancy ,分层, 完整性 integrity 等其它特性也很符合逻辑,因为存储池是操作系统中管理所有文件系统上述特性的重要场所。

上述结果表明,相比独立的卷管理器和文件系统层,VMF 的搭建和管理更简单,启用高级存储特性也更容易。

Stratis 与 ZFS 和 Btrfs 有哪些不同?

作为新项目,Stratis 可以从已有项目中吸取经验,我们将在 第二部分 深入介绍 Stratis 采用了 ZFS、Brtfs 和 LVM 的哪些设计。总结一下,Stratis 与其不同之处来自于对功能特性支持的观察,来自于个人使用及计算机自动化运行方式的改变,以及来自于底层硬件的改变。

首先,Stratis 强调易用性和安全性。对个人用户而言,这很重要,毕竟他们与 Stratis 交互的时间间隔可能很长。如果交互不那么友好,尤其是有丢数据的可能性,大部分人宁愿放弃使用新特性,继续使用功能比较基础的文件系统。

第二,当前 API 和 DevOps 式 Devops-style 自动化的重要性远高于早些年。Stratis 提供了支持自动化的一流 API,这样人们可以直接通过自动化工具使用 Stratis。

第三,SSD 的容量和市场份额都已经显著提升。早期的文件系统中很多代码用于优化机械介质访问速度慢的问题,但对于基于闪存的介质,这些优化变得不那么重要。即使当存储池过大而不适合使用 SSD 的情况,仍可以考虑使用 SSD 充当 缓存层 caching tier ,可以提供不错的性能提升。考虑到 SSD 的优良性能,Stratis 主要聚焦存储池设计方面的 灵活性 flexibility 可靠性 reliability

最后,与 ZFS 和 Btrfs 相比,Stratis 具有明显不一样的 实现模型 implementation model (我会在 第二部分 进一步分析)。这意味着对 Stratis 而言,虽然一些功能较难实现,但一些功能较容易实现。这也加快了 Stratis 的开发进度。

了解更多

如果希望更多了解 Stratis,可以查看本系列的 第二部分 。你还可以在 Stratis 官网 找到详细的 设计文档

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