Як працює скраб btrfs і що він робить?

Що саме робить скраб btrfs? Відповідно до сторінки керівництва, яка є абсолютно незрозумілою, вона робить деяку перевірку помилок. Яка перевірка помилок? Наскільки це надійно? Чи здатний відновити деякі помилки? Як це працює? Чи працює він на кожному диску btrfs?

Я не знаю, чи це робить щось інше, але я знаю це як мінімум btrfs scrub проводить очищення даних на повному диску. В основному, він зчитує всі дані * на диску, перераховує контрольну суму і порівнює рекомпутовану контрольну суму із збереженою. Якщо збережені та перераховані контрольні суми не збігаються, система знає, що є корупція.

Після виявлення корупції поведінка залежить від налаштування вашого диска. Наприклад, якщо у вас RAID 1 (дзеркальне відображення), ви btrfs scrubможете виправити пошкоджені дані, скопіювавши непошкоджену версію з іншого диска. Якщо всі копії деяких даних пошкоджені (наприклад, пошкодження на декількох дисках або відсутність в першу чергу зайвих копій), btrfs scrubкрім того, ви не можете попередити вас.

Причина цього важлива в тому, що жорсткі диски лише приблизно 99,999999999999% надійні при читанні та записі бітів. Отже, кожні кілька терабайт вводу / виводу даних, ймовірно, буде помилка. Хоча помилки можуть бути і виявлені (і виправлені, якщо припустити, що надлишкова копія все-таки діє) під час звичайного доступу до диска, рутинне повне очищення диска в змозі знайти та виправити помилки, перш ніж накопичиться достатньо, щоб усі копії одних і тих же даних були пошкоджені.

* Я використовую "дані" замість "файл", щоб також включати метадані. Btrfs зберігає файли та відповідні метадані (включаючи контрольні суми) у блоках даних, усі з яких перевіряються і перевіряються btrfs scrub.

Дивись також:

• Btrfs -> Контрольне дерево і очищення дерев у Вікіпедії: Технічна інформація щодо очищення даних btrfs.
• Проблема дня народження -> Таблиця ймовірностей у Вікіпедії: трактування "хеш-простору" як "кількості блоків даних" та "кількість хешованих елементів" як "кількості пошкоджених блоків даних", це дає ймовірність наявності блоку даних з обома копіями пошкоджено в налаштуваннях RAID 1.

Розгортаючись на відмінну відповідь Марка Хаферкампа, btrfs scrubчитаючи всі дані замість усіх файлів є критичною властивістю і насправді є тим, що робить це настільки корисним. Пам'ятайте, що btrfs має вбудовану підтримку RAID. Скажімо, у вас є файлова система btrfs, що охоплює два диски, налаштовані на використання RAID1. У цьому випадку, коли ви пишете у файл, це записування реплікується на обидва диски. (Це ускладнюється більш складним прикладом, але для цього простого випадку це завжди відбувається.) Однак, коли ви читаєте з цього файлу, прочитане потрапить лише на один диск (тому що це марно прочитати файл двічі якщо тільки перша копія з якихось причин непридатна).

Тепер скажіть, що ваш другий диск btrfs погіршує і почне пошкоджувати дані у вашій файловій системі. Коли ви читаєте блоки з цього диска, btrfs помітить, що контрольна сума не збігається, і відновить блок в діапазоні з відомої хорошої копії - копії на першому диску. Він поверне дані в програму, яка дзвонить read()(або як би там не було), як ніби нічого не сталося.

Але що робити, якщо btrfs не вирішить читати з другого диска? Пам’ятайте, є дві копії, тому вона може читати з першого чи другого диска. Якщо він читає з першого диска, він не помітить нічого поганого. Єдиний раз, коли він помітить щось не так, - коли перший диск теж деградує. Тепер вам дуже потрібен шланг, оскільки відновити дані вже пізно - копія другого диска була пошкоджена на деякий час, а перша копія (що саме ви використали для відновлення другого диска) також пошкоджена!

Це місце, де btrfs scrubнадходить. Він читає всі дані , а не всі файли. Сюди входять метадані, але також вторинні копії файлів, які зазвичай не знаходяться на шляху читання. Коли він читає ці вторинні копії, це створює можливість для виправлення помилок btrfs, щоб почати та відновити дані із зайвої копії.