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Kernel: Linux 5.5 bringt Wireguard-Unterbau

Die aktuelle Version 5.5 des Linux-Kernels bringt erste wichtige Arbeiten an Wireguard, verbessert das Cifs-Dateisystem für Samba-Shares und die Leistung einiger Komponenten.

Artikel veröffentlicht am , Kristian Kißling/Linux Magazin/
Der Linux-Kernel steht in Version 5.5 bereit.
Der Linux-Kernel steht in Version 5.5 bereit. (Bild: Se Mo, flickr.com/CC-BY-SA 2.0)

Auf der Kernel-Mailingliste hat Chefentwickler Linus Torvalds den ersten Linux-Kernel im neuen Jahr freigegeben. Er trägt die Versionsnummer 5.5. und enthält die ersten wichtigen Arbeiten für die Unterstützung der VPN-Technik Wireguard. Dafür passten die Entwickler die Krypto-API des Linux-Kernels an. Dem gingen jahrelange Diskussionen um die konkrete Ausgestaltung der Wireguard-Umsetzung im Linux-Kernel voraus. Diese sind nun beendet.

Inhalt:
  1. Kernel: Linux 5.5 bringt Wireguard-Unterbau
  2. Performance, Testing, BPF
  3. RISC-V und Multimedia

Im Laufe des Merge Window für Kernel 5.5 hat Linus Torvalds die Bibliotheks-Schnittstellen für Wireguard von Krypto-Maintainer Herbert Xu in seinen Kernel-Tree geholt. Kurze Zeit später integrierte David Miller den Code für den Wireguard Secure Tunnel in seinen Netzwerk-Zweig (net-next). Dieser wird sehr wahrscheinlich im nun begonnenen sogenannten Merge Window in das kommende Linux 5.6 eingepflegt, so dass Wireguard dann mit einer stabilen Version des Mainline-Kernels genutzt werden kann.

Besseres RAID für Btrfs

Die Entwickler von Dateisystemen, insbesondere von Btrfs und Cifs, haben für das aktuelle Release viele wichtige Funktionen umgesetzt. So ermöglicht Btrfs RAID1-Setups mit drei oder vier Kopien. Bei RAID1C34 handelt es sich um ein neues Blockgruppen-Profil. Der Btrfs-Entwickler David Sterba empfiehlt in seiner Release-Nachricht, RAID1C34 als Ersatz für das RAID6-Profil für Metadaten zu verwenden, um besser gegen Ausfälle von zwei Geräten gewappnet zu sein.

Außerdem unterstützt Btrfs neue Checksummen, die sich beim Anlegen der Dateisysteme erzeugen lassen: Fast Hash (xxhash) und Strong Hash (sha256 und blake2b). Darüber hinaus arbeitet lseek schneller, was parallele Suchvorgänge (SEEK_CUR/SEEK_SET/SEEK_END) bis zu 80 Prozent beschleunigen soll.

Samba mit Root

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Über das SMB-Protokoll lassen sich ab Linux 5.5 auch Root-Dateisysteme einhängen. Dazu haben die Entwickler des dazugehörigen Dateisystems Cifs ein neues virtuelles Interface namens /dev/cifs erstellt, das den Kernel anweist, das Root-Dateisystem über das SMB-Protokoll einzuhängen. Die Funktion cifs_root_data() nimmt dabei die geparsten Informationen über die dafür eingeführte Kommandozeilen-Option cifsroot= entgegen. Dann wird über das Kernelmodul cifs.ko die Funktion do_mount_root() mit den passenden Mount-Optionen aufgerufen.

Unterstützt wird hierbei außerdem ipconfig: Das Werkzeug richtet den Network Stack ein und ermöglicht dann den Zugriff auf das SMB-Share mit dem Root-Dateisystem. Dafür braucht es die Option CONFIG_CIFS_ROOT.

Ebenso bringt Cifs nun Multichannel-Support mit. Nach einem erfolgreichen Mount und dem Start der SMB-Session, öffnet Cifs über cifs_try_adding_channels() möglichst viele Kanäle für zusätzliche Netzwerkverbindungen über TCP oder RDMA, was den Dateitransfer beschleunigen sollte. Die Master-Connection wird dabei automatisch zum ersten Channel aufgebaut. Wird die Sitzung beendet, schließt das auch sämtliche Channels.

Jeder Channel verwendet nach dem Einbinden einen eigenen Signing Key. Für eine Verschlüsselung durchläuft smb2_get_enc_key() jedoch alle Sessions, um die passenden Schlüssel zu finden, da die Channels selbst keine eigenen Sitzungen aufbauen. Eine maximale Zahl an Channels lässt sich über den Mount-Parameter max_channels=N einstellen.

Neuerungen für Ext4 und NFS

Änderungen an den Dateisystemen betreffen daneben auch Ext4. Das ermöglicht laut Maintainer Ted Ts'o nun Direct I/O mithilfe der neuen Funktionen ext4_dio_read_iter() und ext4_dio_write_iter(), die sich über iomap_dio_rw in die Iomap-Infrastruktur einklinken. Daneben lassen sich dioread-nolock und eine Dateisystem-Verschlüsselung nach Änderungen an Ext4 auch dann verwenden, wenn die Block-Größe kleiner ist als die Page-Größe. Überarbeitet wurde auch das Credit-Handling des Journal, damit diesem bei vielen Revoke-Aktionen nicht mehr der Platz ausgeht.

Ab NFSv4.2 kann ein Client Kopiervorgänge zwischen Servern anstoßen, ohne dass die Daten zwischen Client und Server hin und her wandern müssen. Das beschleunigt die ganze Sache und nennt sich Server Side Copy (SSC). Ceph behandelt ab Kernel 5.5 nur-lesbare Mappings für Rados Block Devices (rbd) optimaler und verwendet ein neues Mount-API.

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Performance, Testing, BPF 
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zonk 28. Jan 2020

So it is, ich traue mich zwar gerade mal wieder an meinem Notebook auch mit Daten, aber...


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