Lock in $30 Savings on PRO—Offer Ends Soon! ⏳
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
eBPF
sat
PRO
1
93
waruiBPF
sat
PRO
0
87
eBPFとwaruiBPF
sat
PRO
4
2.6k
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
87
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
170
様々なファイルシステム
sat
PRO
0
320
ソースを読む時の思考プロセスの例-MkDocs
sat
PRO
1
410
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
170
Other Decks in Technology
See All in Technology
AIBuildersDay_track_A_iidaxs
iidaxs
3
460
Strands AgentsとNova 2 SonicでS2Sを実践してみた
yama3133
1
1k
Connection-based OAuthから学ぶOAuth for AI Agents
flatt_security
0
160
GitHub Copilotを使いこなす 実例に学ぶAIコーディング活用術
74th
3
3.6k
Haskell を武器にして挑む競技プログラミング ─ 操作的思考から意味モデル思考へ
naoya
7
1.6k
ウェルネス SaaS × AI、1,000万ユーザーを支える 業界特化 AI プロダクト開発への道のり
hacomono
PRO
0
280
今年のデータ・ML系アップデートと気になるアプデのご紹介
nayuts
1
590
Fashion×AI「似合う」を届けるためのWEARのAI戦略
zozotech
PRO
2
1k
生成AI活用の型ハンズオン〜顧客課題起点で設計する7つのステップ
yushin_n
0
260
AWSインフルエンサーへの道 / load of AWS Influencer
whisaiyo
0
160
コンテキスト情報を活用し個社最適化されたAI Agentを実現する4つのポイント
kworkdev
PRO
1
1.7k
2025年 開発生産「可能」性向上報告 サイロ解消からチームが能動性を獲得するまで/ 20251216 Naoki Takahashi
shift_evolve
PRO
2
210
Featured
See All Featured
The Limits of Empathy - UXLibs8
cassininazir
1
190
The SEO identity crisis: Don't let AI make you average
varn
0
32
Prompt Engineering for Job Search
mfonobong
0
120
Dominate Local Search Results - an insider guide to GBP, reviews, and Local SEO
greggifford
PRO
0
11
From Legacy to Launchpad: Building Startup-Ready Communities
dugsong
0
110
Sharpening the Axe: The Primacy of Toolmaking
bcantrill
46
2.6k
Typedesign – Prime Four
hannesfritz
42
2.9k
The Language of Interfaces
destraynor
162
25k
個人開発の失敗を避けるイケてる考え方 / tips for indie hackers
panda_program
122
21k
A brief & incomplete history of UX Design for the World Wide Web: 1989–2019
jct
1
260
The Anti-SEO Checklist Checklist. Pubcon Cyber Week
ryanjones
0
23
We Analyzed 250 Million AI Search Results: Here's What I Found
joshbly
0
210
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