第7章 ファイルシステム

ブロックサイズは、mkfs 実行時に選択することができます。有効なサイズの範囲はシステムによって異なります。上限はホストシステムの最大ページサイズで、下限は使用しているファイルシステムに依存します。デフォルトのブロックサイズは、ほとんどのユースケースに適しています。

システムで RAID5 などのストライプストレージを使用している場合、mkfs 実行時に基礎的ストレージジオメトリを使ってデータやメタデータを整えて、パフォーマンスを改善することができます。ソフトウェア RAID (LVM または MD) とエンタープライズハードウェアストレージのいくつかでは、この情報はクエリされ自動的に設定されますが、多くの場合、管理者がコマンドラインで mkfs を使って手動でこのジオメトリを指定する必要があります。

メタデータ集約型のワークロードは、(ext4 や XFS などの) ジャーナリングファイルシステムのログセクションが非常に頻繁に更新されることを意味します。ファイルシステムからジャーナルへのシーク回数を最小限にするには、ジャーナルを専用のストレージに配置します。しかし、主たるファイルシステムよりも遅い外部ストレージにジャーナルを配置すると、外部ストレージを使用することで得られる利点が帳消しになる場合もあることに注意してください。

書き込みバリアは、揮発性の書き込みキャッシュが電源を喪失しても、ファイルシステムのメタデータが正しく書かれ、一貫性のあるストレージに整理されていることを確認するためのカーネルメカニズムです。書き込みバリアが有効なファイルシステムは、fsync() 経由で発信されたデータが停電中も確実に持続されるようにします。Red Hat Enterprise Linux はデフォルトでサポート対象の全ハードウェアに対してバリアを有効にします。

従来はファイルが読み取られると、そのファイルのアクセスタイム (atime) は inode メタデータで更新される必要があり、このために新たな 書き込み I/O が行われました。正確な atime メタデータが不要な場合は、noatime オプションでファイルシステムをマウントしてこのメタデータ更新を削除します。しかしほとんどの場合、Red Hat Enterprise Linux 6 カーネルにおけるデフォルトの相対的 atime (または relatime) 動作のために、atime のオーバーヘッドは大きなものではありません。relatime 動作は、以前の atime が修正時間 (mtime) やステータス変更時間 (ctime) よりも古い場合にのみ、atime を更新します。

先読みは、データを先に取得してページキャッシュにロードすることでディスクからではなくメモリで先に使用可能となり、ファイルアクセスを速くします。大量の連続 I/O のストリーミングを行うワークロードなどでは、先読みの値が高いと効果が高まります。

バッチ破棄やオンライン破棄のオペレーションは、マウント済みファイルシステムの機能で、ファイルシステムが使用していないブロックを破棄します。ソリッドステートドライブとシンプロビジョニングのストレージの両方で役に立ちます。

ext4、XFS、GFS2 の各ファイルシステムは、fallocate(2) glibc コール経由で効率的なスペースの事前割り当てをサポートします。書き込みパターンが理由でファイルが非常に断片化され、読み取りパフォーマンスが悪化する場合、スペースの事前割り当ては便利なテクニックになります。事前割り当てでは、データをスペースに書き込まずにそのディスクスペースがまるでファイルに割り当てられたかのようにマークします。事前割り当てのブロックに実際のデータが書き込まれるまで、読み取りオペレーションはゼロを返します。