Вопрос или проблема
Я работаю с удалённой параллельной файловой системой (CephFS), смонтированной по адресу /mnt/mycephfs/, которая содержит большой набор мелких файлов (более 200 ГБ). Мое приложение обучается на этих файлах, но чтение непосредственно из /mnt/mycephfs/ медленное из-за конкуренции параллельной файловой системы и задержки в сети.
Я ищу решение на основе FUSE, которое может:
1. Принимать список файлов, необходимых приложению.
2. Предварительно загружать и кэшировать эти файлы в локальной точке монтирования (например, /mnt/prefetched/), не дублируя всё удаленное хранилище (так как у меня ограничены локальная ОЗУ и место на диске).
Желаемое поведение:
• Если файл (например, /mnt/mycephfs/file) уже кэширован в /mnt/prefetched/file, он должен отдаваться из кэша.
• Если файл не кэширован, решение должно получить файл (вместе с другими файлами из списка предварительной загрузки), кэшировать его в /mnt/prefetched/, а затем отдать оттуда.
Существуют ли существующие инструменты или фреймворки, которые поддерживают подобное выборочное кэширование и предварительную загрузку с использованием FUSE?
Ответ или решение
Вопрос о выборе решения на основе FUSE для выборочного предварительного кэширования удаленной файловой системы, такой как CephFS, является актуальным для многих профессионалов в области ИТ, работающих с большими наборами данных. Неправильный выбор инструментов может привести к заметным замедлениям в производительности из-за сетевых задержек и конфликтов с параллельными файловыми системами. В данном ответе мы рассмотрим доступные FUSE-решения, которые могут удовлетворить ваши требования.
Что такое FUSE?
FUSE (Filesystem in Userspace) — это интерфейс, позволяющий пользователям создавать собственные файловые системы без необходимости в написании кода ядра. Это дает возможность разработать файловую систему, которая может использовать пользовательский код для обработки операций, таких как чтение и запись файлов.
Ваши требования
Вы указали следующие ключевые требования для вашей системы кэширования:
- Возможность принимать список файлов, необходимых для приложения.
- Предварительное кэширование и обслуживание этих файлов из локального каталога.
- Поддержка механизма, который определяет, находится ли файл в кэше, и в случае его отсутствия — извлекает его из удаленной файловой системы.
Потенциальные решения
На данный момент существует несколько инструментов и фреймворков, которые могут помочь в решении ваших задач:
1. CacheFS
CacheFS — это модуль, который может выполнять кэширование файлов на локальном диске среди файловой системы. Он позволяет управлять кэшированием, однако реализация выборочного кэширования в полном объеме не является его сильной стороной. Для вашей задачи может потребоваться добавить функциональные возможности для запроса конкретного списка файлов.
2. FUSE-SSHFS (или sshfs)
sshfs позволяет монтировать удаленные файловые системы через SSH. Он обеспечивает базовое кэширование, но не всегда предоставляет возможность специфичного предвыборочного кэширования. Тем не менее, вы можете интегрировать его с другими инструментами для реализации более компетентного механизма.
3. Rclone
Rclone — это мощный инструмент для синхронизации файловых систем, который поддерживает множество облачных провайдеров и удаленные файлы. С помощью rclone вы сможете создавать сценарий, который будет предварительно загружать необходимые файлы в локальный каталог. Важно отметить, что rclone работает по принципу, отличному от работы традиционных файловых систем, но его можно использовать как промежуточное решение.
4. Custom FUSE Implementation
Если готовые решения не могут удовлетворить ваши потребности, вы можете рассмотреть возможность создания собственной реализации на основе FUSE. Это позволит вам детально контролировать логику кэширования, реагировать на изменения списка файлов и задавать правила предвыборки. Для разработки можно использовать язык программирования Python с библиотекой fusepy, что упростит создание и поддержку.
Заключение
Существуют несколько путей, которые вы можете рассмотреть в зависимости от требований вашего проекта и технической инфраструктуры. От использования готовых инструментов, таких как rclone или CacheFS, до разработки собственного решения на основе FUSE — все они требуют взвешенного подхода к подбору и реализации.
Если у вас есть возможность и ресурсы для разработки кастомного решения, это может стать наилучшим выбором для удовлетворения специфических потребностей вашей системы и обеспечением максимальной производительности при работе с большими объемами файлов.
Независимо от пути, который вы выберете, важно детально протестировать решение, проверив его под нагрузкой, чтобы удостовериться в корректности работы кэширования и предвыборки.