Optimizing Input/Output using caching block devices in GNU/Linux environment
https://doi.org/10.25682/NIISI.2025.4.0005
Abstract
. Modern data storage devices vary widely in their key characteristics: capacity, throughput, and write latency. Due to physical limitations, no single device can maximize all of these characteristics simultaneously. However, combining different types of storage often makes it possible to optimize operating system performance for specific application workloads. The GNU/Linux kernel enables the creation of composite block I/O devices, including software RAID arrays and caching devices. This article presents an analysis of system tools and GNU/Linux kernel capabilities, with the goal of developing an algorithm for determining the optimal hardware-software configuration of the I/O subsystem.
About the Authors
A. G. Prilipko
НИЦ «Курчатовский институт» - НИИСИ
Russian Federation
Russian Federation
S. G. Romanyuk
НИЦ «Курчатовский институт» - НИИСИ
Russian Federation
Russian Federation
D. V. Samborskiy
НИЦ «Курчатовский институт» - НИИСИ
Russian Federation
Russian Federation
References
1. Сайт документации ядра Linux, раздел «Device Mapper: RAID». https://www.kernel.org/doc/ Documentation/device-mapper/dm-raid.txt (дата обращения 19.12.2025)
2. Сайт документации ядра Linux, раздел «Device Mapper: Cache». https://www.kernel.org/doc/ Documentation/device-mapper/cache.txt (дата обращения 19.12.2025)
3. Сайт документации ядра Linux, раздел «Device Mapper: Write cache». https://www.kernel.org/doc/Documentation/device-mapper/writecache.txt (дата обращения 19.12.2025)
4. Сайт документации ядра Linux, раздел «Device Mapper: Cache policies». https://www.kernel.org/doc/Documentation/admin-guide/device-mapper/cache-policies.txt (дата обращения 19.12.2025)
5. Сайт документации ядра Linux, раздел «Memory Management». https://www.kernel.org/doc/html/latest/admin-guide/mm/index.html (дата обращения 19.12.2025)
6. А.Б. Бетелин, Г.А. Прилипко, А.Г. Прилипко, С.Г. Романюк, Д.В. Самборский. Динамический анализ и оптимизация ввода-вывода в среде виртуализации GNU Linux/QEMU/KVM. «Труды НИИСИ РАН», т.14 (2024), №1, 25-32
7. Сайт утилиты vmtouch. https://hoytech.com/vmtouch (дата обращения 19.12.2025)
8. Сайт утилиты vmprobe. https://vmprobe.com/intro (дата обращения 19.12.2025)
9. Сайт документации ядра Linux, раздел «RAM block device driver». https://www.kernel.org/ doc/html/latest/admin-guide/blockdev/ramdisk.html (дата обращения 19.12.2025)
10. Сайт утилиты Flexible I/O tester (FIO). https://fio.readthedocs.io/en/latest/index.html (дата обращения 19.12.2025)
Review
For citations:
Prilipko A.G., Romanyuk S.G., Samborskiy D.V. Optimizing Input/Output using caching block devices in GNU/Linux environment. SRISA Proceedings. 2025;15(4):31-35. (In Russ.) https://doi.org/10.25682/NIISI.2025.4.0005
Views:
16
Email this article 