Linux使用bcache 将SSD加速硬盘

前言

在Linux下，使用SSD为HDD加速，目前较为成熟的方案有：flashcache，enhanceIO，dm-cache，bcache等，多方面比较以后最终选择了bcache。 bcache 是一个 Linux 内核块层超速缓存。它允许使用一个或多个高速磁盘驱动器（例如 SSD）作为一个或多个速度低得多的硬盘的超速缓存。bcache 支持直写和写回，不受所用文件系统的约束。默认情况下，它只超速缓存随机读取和写入，这也是 SSD 的强项。它还适合用于台式机、服务器和高端储存阵列。CentOS和Ubuntu都可以使用bcache。bcache是在3.10以后的版本加入mainline的，因此需要3.10以上的内核版本。但是笔者使用Centos 7在3.10.0的内核上进行配置时，发现无法生成相应的配置文件节点，测试过程中使用4.3.3版的内核。

主要功能：

1，可以使用单个超速缓存设备来超速缓存任意数量的后备设备。在运行时可以挂接和分离已装入及使用中的后备设备。

2，在非正常关机后恢复 - 只有在超速缓存与后备设备一致后才完成写入。

3，SSD 拥塞时限制传至 SSD 的流量。

4，高效的写回实施方案。脏数据始终按排序顺序写出。

5，稳定可靠，可在生产环境中使用。

Bcache通过make-bcache命令完成bcache的创建，需要安装相关的工具包bcache-tools。

我们通过编译安装 （Github）

https://github.com/g2p/bcache-tools/archive/refs/tags/v1.0.8.tar.gz

这是最新的v1.0.8，如果要查看其他版本请访问

Tags · g2p/bcache-tools · GitHub

下载源码（我这里使用了github链接代理加速）

wget https://github.moeyy.xyz/https://github.com/g2p/bcache-tools/archive/refs/tags/v1.0.8.tar.gz

解压源码压缩包

 tar -zxvf v1.0.8.tar.gz 

安装依赖

yum install libblkid-devel -y

编译安装 

如果没有make命令请自行安装软件包

make && make install

 格式化硬盘分区

应用硬盘到bcache模式之前需要将目标分区格式化为bcache，这一步会破坏磁盘分区中所有数据。方法和信息如下

# 如果磁盘是第一次使用，或完全是空的，第一步通常不用执行，这一步市为了擦除分区文件信息，如果挂载也要先卸载，否则会出现device busy的问题
wipefs -a /dev/sdb /dev/sdc

创建cache 也就是我们的SSD的分区作为缓存

缓存参数意义：

-B: 设置backing device
-C: 设置cache device
-w: block size (hard sector size of SSD)，默认是2K，可使用--block=4K代替
-b: bucket size，可以使用--bucket=1M代替

make-bcache -C /dev/sdc1

查看下

[root@master ~]# bcache-super-show /dev/sdc1
sb.magic		ok
sb.first_sector		8 [match]
sb.csum			C322F881FE092899 [match]
sb.version		0 [cache device]dev.label		(empty)
dev.uuid		d3834fdd-d31d-4347-9da3-31064cae77ac
dev.sectors_per_block	1
dev.sectors_per_bucket	1024
dev.cache.first_sector	1024
dev.cache.cache_sectors	20968448
dev.cache.total_sectors	20969472
dev.cache.ordered	no
dev.cache.discard	no
dev.cache.pos		0
dev.cache.replacement	0 [lru]cset.uuid		0609854c-f083-408b-8ea6-f90d4afd60c6

创建backend

接着创建被加速的backend 

make-bcache -B /dev/sdb

这快硬盘就是我们的HDD 机械硬盘

查看下

[root@master ~]# bcache-super-show /dev/sdb
sb.magic		ok
sb.first_sector		8 [match]
sb.csum			C71B7848F1913A17 [match]
sb.version		1 [backing device]dev.label		(empty)
dev.uuid		da958760-83c8-4d05-9789-f8b371bd62aa
dev.sectors_per_block	1
dev.sectors_per_bucket	1024
dev.data.first_sector	16
dev.data.cache_mode	0 [writethrough]
dev.data.cache_state	0 [detached]cset.uuid		9a492f33-f28d-41f8-8cb1-3cfd93d07885

注册

echo /dev/sdb > /sys/fs/bcache/register
echo /dev/sdc1 > /sys/fs/bcache/register

设备绑定

往backend附加cache

此处附加的uuid，是在上面查询到的cache的uuid

echo d3834fdd-d31d-4347-9da3-31064cae77ac > /sys/block/bcache0/bcache/attach