问题描述

在OpenStack云环境的部署中,存储通常具备Thin provision的功能,这项功能实现了存储按需分配的能力。现在有这样一种场景,用户在文件系统中创建了大文件,使用完之后进行了删除。但实际上,该文件在存储系统上占用的空间并没有释放。

当用户在文件系统中删除一个文件,并不会在块设备上的对应空间填0,而仅仅在磁盘的元数据结构中将这些block标记为未使用。因此,虽然文件系统知道这些block是未使用或者说可用的,但是底层的存储系统并不知道文件系统做的操作,会认为这些block仍在使用。以RBD image为例,它本身是稀疏格式的,也就是说它所占用objects会随着用户写入数据的增加而增加(Thin provision)。当用户删除数据以后,这些obejct不再使用,但并没有被释放。因为从Ceph的角度讲,它并不知道文件系统中发生的事情。

解决办法

比较理想的解决办法就是,提供一种空间回收机制,文件系统可以通知块设备释放掉不再使用的block。Linux的Trim/Discard机制正是这样一种机制。从Ceph 0.46,Ceph的块设备开始支持Trim/Discard操作。这意味着,从Guest虚拟机中可以发出Trim请求,Ceph块设备就可以释放掉不再使用的空间。

需要注意的是,当前只有主流的文件系统,比如Ext4、XFS、Btrfs,支持Trim/Discard操作。

触发Trim/Discard请求

有两种方式可以触发Trim/Discard请求,一种是由文件系统自动完成,一种是用户通过执行命令来完成。

一、文件系统自动完成

只要在挂载文件系统时指定discard参数即可,比如 mount -t ext4 -o discard  device mountpoint,这样在文件系统中删除文件后会自动触发Trim/Discard操作,在块设备上释放占用的空间。

二、用户执行命令

用户可以执行命令fstrim来触发Trim/Discard操作,采用这种方式mount文件系统时不需要discard参数。比如,fstrim -v mountpoint,就会释放对应块设备上不用的空间。

需要注意的是,mount的discard参数会导致文件系统性能下降,在并发删除大量小文件时变得很慢,因此需要根据具体场景选择合适的长发方式。