Upgrade to PRO for Only $50/Year—Limited-Time Offer! 🔥
Speaker Deck
Features
Speaker Deck
PRO
Sign in
Sign up for free
Search
Search
Linuxのブロックデバイス
Search
Satoru Takeuchi
PRO
March 19, 2023
Technology
8
4k
Linuxのブロックデバイス
Linuxのいろいろなブロックデバイスを紹介した資料です
Satoru Takeuchi
PRO
March 19, 2023
Tweet
Share
More Decks by Satoru Takeuchi
See All by Satoru Takeuchi
Pythonのコードの気になる行でスタックトレースを出す
sat
PRO
0
77
ソースコードを読むときの思考プロセスの例 ~markdownのレンダリング方法を知りたかった2 markdownパッケージ~
sat
PRO
0
160
様々なファイルシステム
sat
PRO
0
300
ソースを読む時の思考プロセスの例-MkDocs
sat
PRO
1
400
ソースを読むプロセスの例
sat
PRO
22
17k
メモリマップトファイル
sat
PRO
1
150
「Linux」という言葉が指すもの
sat
PRO
4
230
APIとABIの違い
sat
PRO
5
260
ファイルシステムへのアクセス方法
sat
PRO
0
99
Other Decks in Technology
See All in Technology
Excelデータ分析で学ぶディメンショナルモデリング ~アジャイルデータモデリングへ向けて~ by @Kazaneya_PR / 20251126
kazaneya
PRO
3
810
Capture Checking / Separation Checking 入門
tanishiking
0
110
翻訳・対話・越境で強いチームワークを作ろう! / Building Strong Teamwork through Interpretation, Dialogue, and Border-Crossing
ar_tama
4
1.2k
Introduction to Sansan for Engineers / エンジニア向け会社紹介
sansan33
PRO
5
46k
Product Engineer
resilire
0
120
【ASW21-02】STAMP/CAST分析における生成AIの支援 ~羽田空港航空機衝突事故を題材として (Support of Generative AI in STAMP/CAST Analysis - A Case Study Based on the Haneda Airport Aircraft Accident -)
hianraku9498
2
550
.NET 10 のパフォーマンス改善
nenonaninu
2
4.3k
Dify on AWS の選択肢
ysekiy
0
120
MySQL AIとMySQL Studioを使ってみよう
ikomachi226
0
130
How native lazy objects will change Doctrine and Symfony forever
beberlei
1
340
ECMAScript仕様の最新動向: プロセスの変化と仕様のトレンド
uhyo
2
310
インフラ室事例集
mixi_engineers
PRO
2
180
Featured
See All Featured
How to train your dragon (web standard)
notwaldorf
97
6.4k
The Invisible Side of Design
smashingmag
302
51k
We Have a Design System, Now What?
morganepeng
54
7.9k
RailsConf & Balkan Ruby 2019: The Past, Present, and Future of Rails at GitHub
eileencodes
140
34k
Sharpening the Axe: The Primacy of Toolmaking
bcantrill
46
2.6k
Cheating the UX When There Is Nothing More to Optimize - PixelPioneers
stephaniewalter
285
14k
Understanding Cognitive Biases in Performance Measurement
bluesmoon
31
2.7k
Typedesign – Prime Four
hannesfritz
42
2.9k
ReactJS: Keep Simple. Everything can be a component!
pedronauck
666
130k
The Art of Programming - Codeland 2020
erikaheidi
56
14k
Faster Mobile Websites
deanohume
310
31k
Building Better People: How to give real-time feedback that sticks.
wjessup
370
20k
Transcript
Linuxのブロックデバイス kanazawa.rb #127 LT Satoru Takeuchi twitter: satoru_takeuchi
Linuxのブロックデバイス • 以下の特徴を持つデバイスのこと ◦ ブロック単位でデータを読み書きする (最小単位は通常512バイト) ◦ 「デバイス内のオフセット XX番からYYバイト読み出す」のようにランダムアクセス可能 •
一般的にはHDDやSSDのようなディスクデバイスだと思えばいい • 2つのコンポーネントが処理する ◦ ブロック層: 全ブロックデバイスに共通の処理 ◦ デバイスドライバ: 個々のデバイスに固有の処理
ユーザから見える部分との関係 ユーザ空間 カーネル空間 /dev/sda デバイスファイル ファイルシステム /dev/sdb プロセス 読み書き 読み書き
ファイル ファイルシステム ブロック層 デバイスドライバ 物理世界 デバイスA デバイスB 対応 対応
ブロック層がやること • ユーザ or ファイルシステムから依頼されたI/Oを効率的にデバイスに発行 ◦ ハードウェアの特性を考慮して I/O発行前にI/Oの並び替えやマージを行う • 先読み(readahead)
◦ ある領域へのreadが発生したら、それに続く領域も先読みする ◦ ある領域へのアクセス発生直後に近い領域へアクセスされる傾向にあるという経験則を利用
ブロックデバイスの種類(1/4) • 物理ディスク ◦ HDDやSSDのようなディスク ◦ /dev/sdX(SCSIデバイス)、/dev/hdX(IDEデバイス), /dev/nvmeX(NVMe SSD)という名前 ▪
iSCSIターゲットも/dev/sdXとして見える • 仮想ディスク ◦ VM上に存在する特殊なディスク ◦ /dev/vdXという名前 ◦ 実体はホストOS上のファイルイメージやディスク ◦ 高速化のためにVMとホストOSとの間で特殊な通信をしている
ブロックデバイスの種類(2/4) • ループデバイス ◦ /dev/loopXという名前 ◦ ファイルをデバイスとして扱うために使う ◦ “mount test.iso
/mnt”などによるisoイメージのマウントでは裏で loopデバイスを使う • brd ◦ マシンのメモリの一部をデバイスとして見せる ◦ /dev/ramXという名前 /dev/loop0 ファイルシステム ファイル 対応 ユーザ空間 カーネル空間 物理世界 RAM(の一部) /dev/ram0 対応
ブロックデバイスの種類(3/4) • 分散ストレージCephのブロックデバイス ◦ /dev/rbdXという名前 • ネットワークブロックデバイス ◦ /dev/ndbXという名前 ◦
ネットワーク上の任意のデータをブロックデバイスとして見せられる ユーザ空間 カーネル空間 物理世界 ネットワーク層 NIC /dev/rbd0 Cephクラスタ ディスクイメージ 対応
ブロックデバイスの種類(4/4) • multiple device ◦ 複数のブロックデバイスから 1つのブロックデバイスを構成 ◦ /dev/mdXという名前 ◦
RAID(mdraid)やmultipath deviceを実現 • device mapper ◦ 任意のものをブロックデバイスとして見せるしくみ ◦ /dev/dmXという名前 ◦ 詳細は後述 ユーザ空間 カーネル空間 /dev/sda /dev/sdb multiple device(md)層 /dev/md0 (1)束ねる /dev/sdaと/dev/sdbから 構成されるRAID1デバイス (2) 作る
device mapperの諸機能: dm-raid • 複数のデバイスを指定すると、それらを使ってRAID構成のブロックデバイスを生成 • mdraidと似通っているが別物 ユーザ空間 カーネル空間 /dev/sda
/dev/sdb device mapper(dm)層 /dev/dm0 (1)束ねる (2) 作る /dev/sdaと/dev/sdbから 構成されるRAID1デバイス
device mapperの諸機能: dm-linear • 複数のデバイスを指定すると、それらを順番につなぎ合わせたブロックデバイスを 生成 • JBODのようなものと考えらればよい ユーザ空間 カーネル空間
/dev/sda (100GiB) /dev/sdb (100GiB) device mapper(dm)層 /dev/dm0 (1)束ねる (2) 作る /dev/sdaと/dev/sdbから構成される 200GiBのブロックデバイス オフセット100GiBより前へのアクセス: sdaへアクセス オフセット100GiB以降へのアクセス: sdbへアクセス
device mapperの諸機能: dm-flakey • 指定したデバイスにリニアマップされたブロックデバイスを生成 • 所定の条件でEIOを返すようにできる(疑似的にエラーを起こせる) ユーザ空間 カーネル空間 /dev/sda
device mapper(dm)層 /dev/dm0 (2) 作る アクセスすると基本的には sdaにそのままアクセス 所定の条件を満たすと EIOを返す (1) 指定
device mapperの諸機能: LVM • LVM(Logical Volume Manager, 論理ボリュームマネージャ) • ボリューム管理ツール
• 3つの概念が存在する ◦ PV(Physical Volume): 後述のVGを構成する1つ以上のブロックデバイス ◦ VG(Volume Group): PVを束ねて作るボリュームグループ。ストレージプールを構成 ◦ LV(Logical Volume): VGから好きなサイズを切り出せる ▪ それぞれmdXと名前が付いたブロックデバイス • 特徴 ◦ 無停止のVG/LV拡張/縮小 ◦ RAID組める ◦ snapshot /dev/sda /dev/sdb /dev/sdc VG PV LV LV
device mapperの諸機能: dm-thin • 特徴 a. ボリュームはシンプロビジョニング (実際にアクセスするまでディスク容量を消費しない )なのでディス ク利用効率が高い
b. snapshotがLVMより優れている(LVMのsnapshotは採取後のI/O性能が極めて悪い傾向にある ) • LVMの上に構築する • しくみ 1. VGの上にthin poolと呼ばれる特別なLVを作る 2. thin pool内にthin volume(mdデバイス)を作る 3. thin volumeにアクセスされたらthin pool上のデータへのアクセスに変換 VG LV(thinpool) LV(thin volume) LV(thin volume) 1. 切り出し 2. 切り出し