Notions fondamentales relatives aux systèmes de fichiers Sun QFS

Les systèmes de fichiers Sun QFS constituent des systèmes multithread de gestion du stockage avancés. Pour tirer le meilleur parti des fonctionnalités du logiciel, créez plusieurs systèmes de fichiers aussi souvent que possible.

Les systèmes de fichiers Sun QFS utilisent une méthode de recherche linéaire lors des recherches dans les répertoires : la recherche s'exécute du début à la fin du répertoire. Au fur et à mesure qu'augmente le nombre de fichiers d'un répertoire, la durée de la recherche se prolonge également. Elle risque d'être particulièrement longue lorsque les répertoires atteignent des milliers de fichiers. Ces temps de recherche sont également importants lorsque vous restaurez un système de fichiers. Pour optimaliser les performances et accélérer le vidage et la restauration des systèmes de fichiers, ne conservez pas plus de 10 000 fichiers dans chaque répertoire.

La fonction de cache de recherche de nom de répertoire (Directory Name Lookup Cache ou DNLC) améliore les performances du système de fichiers. Ce cache stocke les informations sur la recherche dans les répertoires pour les fichiers dont le chemin est court (30 caractères au plus), ce qui rend inutile la recherche à la volée.

Fichiers inode et caractéristiques des fichiers

Les types de fichiers devant être stockés dans un système de fichiers affectent la structure du système de fichiers. On appelle inode un bloc d'informations de 512 octets décrivant les caractéristiques d'un fichier ou d'un répertoire. Ces informations sont allouées de manière dynamique au sein du système de fichiers.

Les inodes sont stockés dans le fichier .inodes situé sous le point de montage du système de fichiers. A l'instar de l'inode du système d'exploitation Oracle Solaris standard, l'inode de système de fichiers Sun QFS contient les heures inode de la norme POSIX suivantes : heures de changement d'inode, de modification des fichiers et d'accès aux fichiers. L'inode de système de fichiers Sun QFS inclut également d'autres heures comme indiqué dans le tableau suivant.

Tableau 1-1 Contenu des fichiers .inode

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Spécification des unités d'allocation de disque

L'espace disque est alloué par unités de base du stockage de disque en ligne, appelées unités d'allocation de disque (DAU). Tandis que les secteurs, les pistes et les cylindres décrivent la géométrie du disque physique, l'unité d'allocation de disque décrit celle des systèmes de fichiers. Le choix de la taille d'une bande et d'une unité d'allocation de disque adéquate permet d'améliorer le niveau de performance et d'optimiser l'utilisation du disque magnétique. Le paramétrage de l'unité d'allocation de disque est la quantité minimale d'espace disque contigu utilisé lors de l'allocation d'un fichier.

Paramètres de l'unité d'allocation de disque et géométrie des systèmes de fichiers

Les système de fichiers Sun QFS utilisent une unité d'allocation de disque réglable. Cette unité d'allocation de disque réglable sert notamment à ajuster le système de fichiers par rapport au périphérique d'espace disque physique. Cela réduit la surcharge système générée par les opérations de lecture-modification-écriture et s'avère particulièrement utile pour les applications manipulant des fichiers très volumineux. Pour plus d'informations sur le contrôle de l'opération de lecture-modification-écriture, reportez-vous à la section Amélioration des performances de transfert de fichiers volumineux.

Chaque système de fichiers peut posséder un paramètre d'unité d'allocation de disque propre et unique, même s'il figure parmi les différents systèmes de fichiers montés actifs sur un serveur. Les paramètres d'unité d'allocation de disque diffèrent en fonction du type de système de fichiers que vous utilisez. Le paramètre d'unité d'allocation de disque est déterminé à l'aide de la commande sammkfs(1M) du manuel Sun QFS and Sun Storage Archive Manager 5.3 Reference Manual, lors de la création du système de fichiers. Il ne peut pas être modifié de manière dynamique.

Les paramètres DAU fonctionnent avec les définitions de périphérique et de système de fichiers spécifiées dans le fichier de configuration principal (mcf). Pour plus d'informations sur le fichier mcf, reportez-vous au Chapitre 2, A propos du fichier de configuration principal et à la section mcf(4) du manuel Sun QFS and Sun Storage Archive Manager 5.3 Reference Manual.

Systèmes de fichiers ms et ma

Vous avez le choix entre deux schémas d'allocation de fichier :

• un système de fichiers de type ms – Les données et les métadonnées du système de fichiers se trouvent sur le même périphérique

• un système de fichiers de type ma – Les données et les métadonnées du système de fichiers se trouvent sur des périphériques distincts

Pour un système de fichiers Sun QFS simple, tel que celui figurant sur une seule partition, le système de fichiers est défini dans le fichier mcf par la valeur du type d'équipement de ms. Dans le système de fichiers ms, le seul type de périphérique autorisé est le type md, les métadonnées et les données de fichier sont enregistrées sur les périphériques md. Par défaut, l'unité d'allocation de disque d'un périphérique md est de 64 Ko.

Un système de fichiers Sun QFS plus complexe installé sur plusieurs partitions est défini en tant que type d'équipement ma dans votre fichier mcf. Dans un système de fichiers ma, les métadonnées sont enregistrées sur les périphériques mm et les données sur les périphériques md, mr ou g XXX.

Au sein d'un système de fichiers ma, vous pouvez mélanger les périphériques de la manière suivante :

• Périphériques mm et mr

• Périphériques mm et g XXX

• Périphériques mm, mr et g XXX

• Périphériques mm et md

Pour plus d'informations sur ces types de périphériques, reportez-vous au Chapitre 2, A propos du fichier de configuration principal.

Schémas d'allocation double et simple

Les périphériques md et mm utilisent des schémas d'allocation doubles, comme suit :

• Dans les périphériques de données md, la petite allocation est de 4 Ko et la grande est une unité d'allocation de disque. L'unité d'allocation de disque par défaut est de 64 Ko. Vous pouvez annuler ce paramètre par défaut lors de l'initialisation du système de fichiers en utilisant l'option -aunité-allocation de la commande sammkfs. Vous pouvez configurer une taille d'unité d'allocation de disque de 16, 32 ou 64 Ko.

• Lorsqu'un fichier est créé sur un périphérique md, le système affecte les huit premières adresses d'un fichier à la petite allocation. S'il a besoin de davantage d'espace, le système de fichiers utilise une ou plusieurs grandes allocations d'unité de disque pour développer le fichier. En conséquence, le niveau de performance d'E/S est amélioré pour les fichiers volumineux, tandis que la fragmentation du disque résultant d'un grand nombre de petits fichiers diminue.

• Dans les périphériques de métadonnées mm, la petite allocation est de 4 Ko et la grande est de 16 Ko. Le schéma d'allocation double permet au système de fichiers d'écrire les métadonnées plus efficacement sur le disque et limite la fragmentation du disque.

Selon le type de données de fichier stockées dans le système de fichiers, une unité d'allocation de disque de grande taille peut améliorer de manière significative le niveau de performance des systèmes de fichiers. Pour plus d'informations sur l'ajustement des performances des systèmes de fichiers, reportez-vous au Chapitre 7, Rubriques avancées relatives au système de fichiers.

Seuls les systèmes de fichiers ma Sun QFS peuvent inclure des périphériques utilisant un schéma d'allocation simple. Ces systèmes de fichiers sont constitués de périphériques de métadonnées et de périphériques de données distincts, tels que décrit ci-après :

• Les périphériques de métadonnées peuvent être définis uniquement en tant que type d'équipement mm.

• Les périphériques de données peuvent être définis en tant que type d'équipement md, mr ou g XXX. Les périphériques md sont limités à des tailles d'unité d'allocation de disque de 16, 32 ou 64 Ko.

  Les périphériques mr et g XXX suivent un schéma d'allocation simple. Dans un système de fichiers, vous pouvez mélanger les périphériques mr et g XXX mais pas les périphériques md avec des périphériques mr ou g XXX. Les périphériques mr et gXXX d'un système de fichiers ma peuvent être définis sur une taille minimale d'unité d'allocation de disque de 8 Ko. Ce paramètre est idéal pour des charges de travail comptant une majorité de tailles de fichier égales ou inférieures à 8 Ko.

La taille d'unité d'allocation de disque des systèmes de fichiers utilisant des périphériques de données mr et g XXX est configurable. Les tailles d'unité d'allocation de disque pouvant être utilisées sur des périphériques de données dépendent de la valeur du type d'équipement attribuée à chaque périphérique de données dans le fichier mcf . Le tableau suivant répertorie ces tailles d'unités d'allocation de disque.

Tableau 1-2 Valeurs du type d'équipement et tailles d'unité d'allocation de disque

Alignement de données

L'alignement de données désigne la correspondance entre l'unité d'allocation du contrôleur de RAID et celle du système de fichiers. La formule idéale d'alignement des systèmes de fichiers se présente comme suit :

unité-allocation = largeur-bande-RAID x nombre-de-disques-de-données

Considérons, par exemple, une unité RAID-5 comportant 9 disques dont 1 constitue le disque de parité, ce qui porte le nombre de disques de données à 8. Si la largeur de bande RAID est de 64 Ko, l'unité d'allocation optimale est égale à 64 multiplié par 8, soit 512 Ko.

Les fichiers de données sont alloués par entrelacement ou de manière circulaire par chacun des groupes entrelacés (gXXX) ou disques de données (mr ou md) définis au sein d'un système de fichiers.

Tout alignement incorrect affecte le niveau de performance, car il est susceptible de déclencher une opération de lecture-modification-écriture.

Largeurs de bande des disques de données

Les largeurs de bande par défaut diffèrent dans les systèmes de fichiers ms et ma. La largeur de bande est spécifiée par l'option -o stripe= n de la commande mount. Si la largeur de bande est réglée sur 0, l'allocation circulaire est utilisée.

Largeurs de bande du système de fichiers ms

Sur les systèmes de fichiers ms, la largeur de bande est définie au moment du montage. Le tableau suivant répertorie les largeurs de bande par défaut.

Tableau 1-3 Largeurs de bande par défaut du système de fichiers ms

Si, par exemple, la commande sammkfs s'exécute avec les paramètres par défaut, la grande unité d'affectation de disque par défaut est de 64 Ko. Si aucune largeur de bande n'est spécifiée lorsque la commande mount est émise, la valeur par défaut est utilisée et la largeur de bande définie au moment du montage est de 2.

Largeurs de bande sur les systèmes de fichiers ma n'utilisant pas les groupes entrelacés

Sur les systèmes de fichiers ma, la largeur de bande définie au moment du montage varie selon que les groupes entrelacés sont configurés ou non. On appelle groupe entrelacé un ensemble de périphériques entrelacés qui constituent un groupe. Pour plus d'informations sur les groupes entrelacés, reportez-vous à la section Méthodes d'allocation de fichiers. Cette section décrit les largeurs de bande des systèmes de fichiers Sun QFS configurés sans groupes entrelacés.

Si les groupes entrelacés ne sont pas configurés, les relations entre l'unité d'allocation de disque et la largeur de bande sur des systèmes de fichiers ma sont semblables à celles qui caractérisent les systèmes de fichiers ms. La seule différence est qu'il est possible d'utiliser des unités d'allocation de disque supérieures à 64 Ko, et que l'unité d'allocation de disque est configurable par blocs de 8 Ko. La taille maximale d'une unité d'allocation de disque est de 65 528 Ko.

Par défaut, si aucune largeur de bande n'a été spécifiée, la quantité de données enregistrées sur le disque est plus ou moins égale à 128 Ko. Les systèmes de fichiers Sun QFS s'avèrent plus efficaces si les opérations en écriture portent au moins sur une bande complète par demande d'E/S. Le tableau suivant répertorie les largeurs de bande par défaut.

Tableau 1-4 Largeurs de bande par défaut des systèmes de fichiers ma n'utilisant pas les groupes entrelacés

Largeurs de bande sur les systèmes de fichiers ma utilisant les groupes entrelacés

Si les groupes entrelacés sont configurés pour votre système de fichiers, la quantité minimale d'espace allouée est égale à l'unité d'allocation de disque multipliée par le nombre de périphériques du groupe entrelacé. La quantité allouée peut être très importante avec des groupes entrelacés.

Dans ce cas, les données s'enregistrent sur plusieurs périphériques de disque en une seule opération, comme s'ils formaient un seul périphérique. Logiquement, les allocations sur des groupes entrelacés sont égales à la taille de l'unité d'allocation de disque multipliée par le nombre d'éléments du groupe entrelacé.

L'option de montage -o stripe= n détermine le nombre d'allocations qui doivent survenir sur chaque groupe entrelacé avant que l'allocation ne passe à un autre groupe entrelacé. Si un système de fichiers est monté à l'aide de l'option -o stripe=0, l'allocation porte toujours sur un groupe entrelacé.

Par défaut, le paramètre est -o stripe=0 (méthode d'allocation circulaire). Le paramètre peut être aussi bas que -o stripe=0 (dans ce cas, l'entrelacement est désactivé) ou aussi haut que -o stripe=255. Le système définit -o stripe=0 si les groupes entrelacés sont incompatibles. Dans ce dernier cas, un fichier ne peut résider que sur un groupe entrelacé.

Pour plus d'informations sur les méthodes d'allocation de fichiers, reportez-vous à la section Méthodes d'allocation de fichiers.

Largeurs de bande sur disques de métadonnées

L'option -o mm_stripe= n de la commande mount_samfs permet d'entrelacer les informations de métadonnées sur le disque de métadonnées. La largeur de bande par défaut est -o mm_stripe=1 , ce qui indique que le système de fichiers écrit une unité d'allocation de disque de 16 Ko sur un disque de métadonnées avant de passer au disque de métadonnées suivant. La petite unité d'allocation de disque de 4 Ko est utilisée pour les disques de métadonnées.

Par défaut, si vous possédez plusieurs périphériques de métadonnées, les métadonnées sont allouées comme indiqué par l'option - o mm_stripe= n de la commande mount. Vous pouvez spécifier un paramètre aussi bas que -o mm_stripe=0,(dans ce cas, l'entrelacement est désactivé), ou aussi élevé que -o mm_stripe=255.