Upgrade to Pro
— share decks privately, control downloads, hide ads and more …
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
Sponsored
·
Ship Features Fearlessly
Turn features on and off without deploys. Used by thousands of Ruby developers.
→
Satoru Takeuchi
PRO
March 19, 2023
Technology
9
4.2k
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
書籍執筆での生成AIの活用
sat
PRO
1
270
ChatGPTに従って体調管理2026
sat
PRO
0
150
eBPF
sat
PRO
1
110
waruiBPF
sat
PRO
0
110
eBPFとwaruiBPF
sat
PRO
5
3.8k
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
1
100
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
200
様々なファイルシステム
sat
PRO
0
340
ソースを読む時の思考プロセスの例-MkDocs
sat
PRO
1
430
Other Decks in Technology
See All in Technology
M&A 後の統合をどう進めるか ─ ナレッジワーク × Poetics が実践した組織とシステムの融合
kworkdev
PRO
1
420
AIと新時代を切り拓く。これからのSREとメルカリIBISの挑戦
0gm
0
840
All About Sansan – for New Global Engineers
sansan33
PRO
1
1.3k
外部キー制約の知っておいて欲しいこと - RDBMSを正しく使うために必要なこと / FOREIGN KEY Night
soudai
PRO
12
5.1k
ブロックテーマ、WordPress でウェブサイトをつくるということ / 2026.02.07 Gifu WordPress Meetup
torounit
0
160
マーケットプレイス版Oracle WebCenter Content For OCI
oracle4engineer
PRO
5
1.5k
データの整合性を保ちたいだけなんだ
shoheimitani
8
3k
Introduction to Sansan for Engineers / エンジニア向け会社紹介
sansan33
PRO
6
68k
Cosmos World Foundation Model Platform for Physical AI
takmin
0
640
モダンUIでフルサーバーレスなAIエージェントをAmplifyとCDKでサクッとデプロイしよう
minorun365
4
170
プロダクト成長を支える開発基盤とスケールに伴う課題
yuu26
4
1.3k
顧客との商談議事録をみんなで読んで顧客解像度を上げよう
shibayu36
0
190
Featured
See All Featured
The Mindset for Success: Future Career Progression
greggifford
PRO
0
230
Automating Front-end Workflow
addyosmani
1371
200k
The Anti-SEO Checklist Checklist. Pubcon Cyber Week
ryanjones
0
55
Future Trends and Review - Lecture 12 - Web Technologies (1019888BNR)
signer
PRO
0
3.2k
[Rails World 2023 - Day 1 Closing Keynote] - The Magic of Rails
eileencodes
38
2.7k
WENDY [Excerpt]
tessaabrams
9
36k
Applied NLP in the Age of Generative AI
inesmontani
PRO
4
2k
Designing for humans not robots
tammielis
254
26k
Public Speaking Without Barfing On Your Shoes - THAT 2023
reverentgeek
1
300
30 Presentation Tips
portentint
PRO
1
210
Self-Hosted WebAssembly Runtime for Runtime-Neutral Checkpoint/Restore in Edge–Cloud Continuum
chikuwait
0
320
The Cost Of JavaScript in 2023
addyosmani
55
9.5k
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