Минус 50% нагрузки на процессор и защита от сбоев. В Linux впервые за 15 лет обновят систему хранения данных

В ядре Linux готовят одно из самых крупных обновлений подсистемы хранения данных за последние годы. Разработчики решили вдохнуть новую жизнь в DRBD – технологию, о которой многие уже успели забыть.

Кристоф Бёмвальдер из компании LINBIT отправил в рассылку ядра первую серию патчей для глубокой переработки DRBD 9. Задача простая по формулировке, но сложная по исполнению: привести встроенную в ядро версию к актуальному состоянию. Сейчас в Linux до сих пор используется DRBD 8, появившийся ещё во времена ядра 2.6.33, и с тех пор встроенный код отстал от внешнего модуля примерно на 10–15 лет.

DRBD превращает несколько серверов в единое хранилище. Система выглядит как обычный диск, но на деле данные синхронно копируются между узлами. При записи информация сразу отправляется на другие машины, а при отказе одного сервера работа продолжается за счёт оставшихся. Когда узел возвращается в строй, содержимое автоматически синхронизируется.

Новая версия меняет архитектуру. Вместо старой схемы «узел к узлу» вводят полноценную работу с несколькими участниками кластера. Один кластер может включать до 32 узлов, причём серверы могут находиться как в одной сети, так и в разных центрах обработки данных. Данные передаются между ними по цепочке, без единой точки отказа.

Серьёзно переработали сетевую часть. Помимо обычного TCP добавили поддержку RDMA и InfiniBand, что позволяет обращаться к памяти удалённой машины напрямую. За счёт этого скорость репликации может вырасти примерно вдвое, а нагрузка на процессор – снизиться почти на 50%.

Изменения затронули и внутреннюю логику. Разработчики переписали обработку запросов, систему состояний и журналы активности, добавили поддержку энергонезависимой памяти для ускорения работы с метаданными. Появилась более гибкая модель синхронизации, включая двухфазную фиксацию изменений и обновление данных без блокировки операций.

При этом новая версия пока ломает совместимость с пользовательскими утилитами. Старые версии инструментов не смогут работать с обновлённым драйвером. Проблему собираются решить через новый интерфейс обмена данными и слой совместимости для устаревших версий. Работа ещё не завершена. Разработчики планируют дорабатывать серию патчей и отправлять новые версии в каждое окно слияния. Сначала изменения попадут в тестовую ветку linux-next, а затем, если всё пройдёт без сбоев, – в основное ядро. Ориентиром называют один из ближайших релизов ветки 7.x.