UFS: эффект асинхронного монтирования во FreeBSD


http://alv.me/?p=118
Автор: Алексей Федорчук

Обескураживающие результаты тестирования файловой системы FreeBSD (UFS2, принятая в качестве нативной в 5-й ветке), выполненные ранее, не давали мне покоя. И даже то, что при использовании программного RAID (измерения проводились на дисках, объединенных ccd) скорость файловых операций уже не смотрелась столь мрачно, дела не меняло — ведь сама по себе файловая системы тут не при чем.

И потому, установив новую ОС - DragonFlyBSD, - я решил вернуться к тестам на скорость файловых операций. В отличие от FreeBSD 5-й ветки, DFBSD сохранила верность первой версии файловой системы UFS. На этот раз в центре внимания был эффект асинхронного монтирования при отключении SoftUpdates - результаты предыдущих измерений показали, что при включении последнего механизма опция async просто игнорируется. Хотя, должен заметить, так было не всегда: в известной статье МакКазика и Ганджера (русский перевод) описаны результаты измерения быстроты файловых операций при включении SoftUpadates и монтировании в асинхронном режиме.

Измерения проводились на ноутбуке Toshiba Satellite Pro A40 с процессором Pentium-4/2,66 (Mobile), 512 Мбайт памяти, ATA-100 винчестером неизвестного происхождения (ни одна из утилит имени производителя мне так и не открыла) объемом 40 Гбайт, со скоростью вращения 4200 об./мин. В качестве “пробы пера”, как и ранее, выполнялись следующие операции:
копирование массива смешанных данных общим объемом 830 Мбайт;
распаковка и копирование дерева портов FreeBSD (объемом около 25 Мбайт);
копирование avi-файла размером 693 Мбайт.

Тесты для Ext2fs и ReiserFS проводились под управлением операционной системы Linux (дистрибутив Archlinux, ядро 2.6.8.1, установленное из умолчального бинарного пакета), для UFS - под DragonFlyBSD (октябрьский снапшот 2CSNAP-20041021-1130-GCC3, собранный с gcc3.4.1, ядро GENERIC).

Тесты осуществлялись на специально выделенном разделе объемом 5 Гбайт, на котором последовательно создавались файловые системы: Ext2fs, ReiserFS (для сравнения) и UFS. Для последней замеры проводились при включенном и отключенном механизме SoftUpadates. В последнем случае файловая система монтировалась в двух режимах: сначала умолчальном, частично асинхронному (опция noasync), а затем - чисто асинхронному (опция async). О смысле этих опций говорилось в одной изпредыдущих заметок, а механизм SoftUpadates был описан в книге “Доступный Unix”>. В каждых условиях все три теста выполнялись трижды (с размонтированием файловой системы в промежутке), за итоговый результат принималось среднее арифметическое. Что и можно видеть в таблице (результаты в секундах).Тест Работа с данными Работа с портами Большой файл
File Systems Copy Delete Untar Copy Delete Copy
Ext2fs 136 9 36 189 39 98
ReiserFS 150 3 46 96 30 95
UFS, noasync 393 49 271 356 258 115
UFS, async 252 14 74 129 69 116
UFS, SoftUp 274 15 235 339 188 115

Результаты измерений, которые можно видеть также на рисунке, несколько отличаются от полученных ранее. Что можно связывать с тем, что на низкоскоростном “железе” (напомню, речь идет о медленном ноутбучном винчестере) детали реализации конкретных файловых систем оказываются менее значимыми.

Чтобы более не возвращаться к этому вопросу, начну с копирования большого файла. Тут мы видим распадение результатов на две группы: обе файловые системы Linux (лучшие, но практически равные, результаты) и все вариации на тему UFS (результаты столь же ровные, но на 15-20% худшие). Очевидно, это можно связать не столько с устройством файловых систем, сколько с быстродействием ATA-интерфейса в этих операционках.

В работе с массивом смешанных данных, как и ранее, чемпионом оказывается Ext2fs, за которой вплотную следует ReiserFS. В группе UFS-тестов характерен провальный результат этой файловой системы без задействования SoftUpdates, смонтированной в частично синхронном режиме. Чисто асинхронный режим демонстрирует некоторое превосходство над механизмом SoftUpdates - впрочем, не столь уж принципиальное.

Вполне предсказуемо, что во всем блеске асинхронный режим UFS проявляется на работе с портами - то есть огромным количеством очень маленьких файлов. Тут она не только более чем вдвое выигрывает у механизма SoftUpdates, но и (спешите видеть, впервые в мировой истории!) вполне значимо опережает Ext2fs на операции копирования. Хотя до ReiserFS и не дотягивает - ведь это коронный номер последней.

В общем, можно констатировать, что отказ от SoftUpdates в сочетании с асинхронным монтированием несколько повышает быстродействие файловых операций на UFS. Конечно, это влечет за собой и снижение надежности файловой системы. А поскольку никаких механизмов журналирования для UFS нет и не предвидится, последний фактор является определяющим для серверных применений. На пользовательском же десктопе, снабженном бесперебойником (а последний, ИМХО, должен являться непременным атрибутом нормальной Unix-машины), это не столь критично. Конечно, монтировать в асинхронном режиме корневую файловую систему не стоит. Да и не имеет смысла - по нормальному она изменяется только при реинсталляции ядра. Однако для таких ветвей файловой системы, как /usr/src, /usr/obj, /usr/ports, /usr/ports/distfiles, асинхронное монтирование видится вполне подходящим. Конечно, наибольший эффект оно дало бы для каталога /home. Однако тут каждый должен решать для себя сам - рисковать ли хоть ничтожным шансом на разрушение файловой системы ради быстродействия, или нет.

Обновлено: 12.03.2015