Bcachefs

Bcachefs は、 Btrfs と ZFS の機能をよりクリーンなコードベース、より安定性、より高速、 GPL 互換のライセンスを提供することを目的とした次世代の CoW ファイルシステムです。

主に Kent Overstreet によって開発されています。

インストール

カーネル 6.7 以降、Bcachefs は上流の カーネル にマージされているため、linux-mainline^AUR カーネルを インストール できるようになります。

Bcachefs ユーザースペースツールは bcachefs-tools-git^AUR から入手できます。

セットアップ

シングルドライブ

#bcachefs format /dev/sda
#mount -t bcachefs /dev/sda/mnt

複数のドライブ

Bcachefs は、RAID0 と同様に、デフォルトでデータをストライプ化します。冗長性は replicas オプションを介して処理されます。--replicas=2 を備えた 2 台のドライブは RAID1 に相当し、--replicas=2 を備えた 4 台のドライブは RAID10 に相当します。

# bcachefs format /dev/sda /dev/sdb --replicas=n
# mount -t bcachefs /dev/sda:/dev/sdb /mnt

異種ドライブがサポートされています。サイズが異なる場合は、一部に大きなストライプが使用され、すべてが同じ割合で埋められます。速度が異なる場合、複製されたデータの読み取りは、IO 遅延が最も短いデータに送信されます。一部が他よりも信頼性が高い場合 (ハードウェア RAID デバイスなど)、--durability=2 device を設定して、そのデバイス上のデータの各コピーを 2 つの複製としてカウントできます。

SSD キャッシングを備えた RAID0/1

Bcachefs には、バックグラウンド、フォアグラウンド、プロモートの3つのストレージカテゴリがあります。ファイルシステムへの書き込みでは、フォアグラウンドドライブに優先順位が付けられ、その後、時間の経過とともにバックグラウンドに移動されます。読み取りはプロモートドライブにキャッシュされます。

次の例のように、推奨される構成は、フォアグラウンドとプロモートに ssd グループを使用し、バックグラウンドに hdd グループを使用することです。

ノート: これらはストレージの分離された「層」ではありません。これらは、単一の大きなプールのガイドラインにすぎません。フォアグラウンドがいっぱいの場合はバックグラウンドに書き込み、両方がいっぱいの場合はプロモートします。メタデータはそれらのいずれにも書き込むことができます。この構成では、データを失うことなくキャッシュドライブに障害が発生する可能性があるため、 metadata_replicas は少なくとも2である必要があります。

# bcachefs format \
    --group=ssd /dev/sda /dev/sdb 
    --group=hdd /dev/sdc /dev/sdd /dev/sde /dev/sdf \
    --data_replicas=1 --metadata_replicas=2 \
    --foreground_target=ssd \
    --background_target=hdd \
    --promote_target=ssd
# mount -t bcachefs /dev/sda:/dev/sdb:/dev/sdc:/dev/sdd/dev/sde:/dev/sdf /mnt

設定

ほとんどのオプションは、 bcachefs format 中、マウント時 (mount -o option=value)、またはsysfs (echo X > /sys/fs/bcachefs/UUID/options/option) フォーマット中にオプションを設定するか、 sysfs を介してオプションを変更すると、ファイルシステムのスーパーブロックに保存され、それらのドライブのデフォルトになります。マウントオプションはこれらのデフォルトを上書きします。

ノート: sysfs を使用できるようにするには、ファイルシステムをマウントする必要があります。 fsck を除くすべての操作はライブファイルシステムで可能です

• data_checksum、metadata_checksum(none、crc32c、crc64)
• (foreground)compression、background_compression(None、lz4、gzip、zstd)
• foreground_target、background_target、promote_target

以下は、 bcachefs setattr file --option=value を使用して、ディレクトリごとまたはファイルごとに設定することもできます。

• data_replicas
• data_checksum
• compression, background_compression
• foreground_target, background_target, promote_target

ノート: 現在、ディスク使用量レポートには非圧縮サイズが表示されています。それ以外の場合、圧縮は完了しています。

デバイスのグループの変更

# echo group > /sys/fs/bcachefs/filesystem_uuid/dev-X/label

ノート: これを有効にするには、再マウントが必要です。

デバイスの追加

# bcachefs device add --group=group /mnt /dev/device

これがグループ内の最初のドライブである場合は、それを使用するためにターゲット設定を変更する必要があります。この例は、キャッシュドライブを追加するためのものです。

# echo new_group > /sys/fs/bcachefs/filesystem_uuid/options/promote_target
# echo new_group > /sys/fs/bcachefs/filesystem_uuid/options/foreground_target
# echo old_group > /sys/fs/bcachefs/filesystem_uuid/options/background_target

ノート: 追加されたデバイス間でストライピングされるのは新しい書き込みのみです。ディスクのリバランスがトリガーされると、ディスク使用量が特定のしきい値に達するまで、既存のものは変更されません。現在、リバランス/リストライプを手動でトリガーすることはできません。

デバイスの取り外し

まず、少なくとも2つのメタデータレプリカがあることを確認します (Evacuate はメタデータに対して機能していないようです) データとメタデータがすでに複製されている場合は、この手順をスキップできます。

# echo 2 > /sys/fs/bcachefs/UUID/options/metadata_replicas
# bcachefs data rereplicate /mnt
# bcachefs device set-state device readonly
# bcachefs device evacuate device

デバイスを削除します。

# bcachefs device remove device
# bcachefs data rereplicate /mnt

ヒントとテクニック

ドキュメント

最新のドキュメントは、 bcachefs--help からのみ入手できます。 たとえば、マニュアルページには、今では役に立たない --tier オプションが含まれています。

より有用なエラーメッセージについては、dmesgを確認してください。

参照

• Kent Overstreet's Patreon page
• Wikipedia:Bcachefs