ZFS: Koncepti i lekcije

U vašoj potrazi za integritetom podataka upotreba OpenZFS-a je neizbježna. Zapravo, bilo bi prilično žalosno ako za pohranu dragocjenih podataka koristite bilo što drugo osim ZFS-a.  Međutim, mnogi ljudi to nerado isprobavaju. Razlog je taj što datotečni sustav poslovne klase s širokim rasponom značajki ugrađenih u njega, ZFS mora biti težak za upotrebu i administriranje.  Ništa ne može biti dalje od istine. Korištenje ZFS-a najjednostavnije je. Uz pregršt terminologija i još manje naredbi, spremni ste za upotrebu ZFS-a bilo gdje - od poduzeća do NAS / vašeg doma / ureda.

Prema riječima kreatora ZFS-a: „Želimo olakšati dodavanje pohrane u vaš sustav kao dodavanje novih RAM memorija."

Kasnije ćemo vidjeti kako se to radi. Koristit ću FreeBSD 11.1 za izvođenje donjih testova naredbe i temeljna arhitektura slične su za sve Linux distribucije koje podržavaju OpenZFS.

Cijeli ZFS stog može se rasporediti u sljedeće slojeve:

• Davatelji usluga pohrane - okrećući se diskovi ili SSD-ovi
• Vdevs - grupiranje davatelja usluga pohrane u razne RAID konfiguracije
• Zpools - agregiranje vdev-ova u jedan spremište
• Z-Filesystems - skupovi podataka s izvrsnim značajkama poput kompresije i rezervacije.

Zpool stvoriti

Za početak, krenimo s postavljanjem mjesta na kojem imamo šest diskova od 20 GB ada [1-6]

$ ls -al / dev / ada?

The ada0 je mjesto na kojem je instaliran operativni sustav. Ostatak će se koristiti za ovu demonstraciju.

Imena vaših diskova mogu se razlikovati ovisno o vrsti sučelja koje se koriste. Tipični primjeri uključuju: da0, ada0, acd0 i CD.  Gledajući unutra/ razvdat će vam ideju o tome što je dostupno.

A zpool je stvorio zpool stvoriti naredba:

$ zpool kreira našFirstZpool ada1 ada2 ada3 # A zatim pokrenite sljedeću naredbu: $ zpool status 

Vidjet ćemo uredan izlaz koji nam daje detaljne informacije o spremištu:

Ovo je najjednostavniji zpool bez redundancije ili tolerancije grešaka ... Svaki je disk svoj vlastiti vdev.

Međutim, i dalje ćete dobiti sve ZFS-ove dobrote poput kontrolnih suma za svaki podatkovni blok koji se pohranjuje, tako da možete barem otkriti jesu li podaci koje ste pohranili oštećeni.

Datotečni sustavi, a.k.skupovi podataka, sada se mogu stvoriti na vrhu ovog spremišta na sljedeći način:

$ zfs kreiraju OurFirstZpool / skup podataka1 

Sad, upotrijebite svoje poznato df -h narediti ili pokrenuti:

$ zfs popis

Da biste vidjeli svojstva novostvorenog datotečnog sustava:

Primijetite, kako je čitav prostor koji nude tri diska (vdevs) dostupan za datotečni sustav. To će vrijediti za sve datotečne sustave koje kreirate na spremištu, ako ne odredimo drugačije.

Ako želite dodati novi disk (vdev), ada4, to možete učiniti pokretanjem:

$ zpool dodajte OurFirstZpool ada4

Ako vidite stanje vašeg datotečnog sustava

Dostupna veličina sada je narasla bez dodatnih gnjavaža oko povećanja particije ili izrade sigurnosnih kopija i obnavljanja podataka u datotečnom sustavu.

Virtualni uređaji - Vdevs

Vdevs su građevni blokovi zpoola, većina suvišnosti i performansi ovisi o načinu na koji su vaši diskovi grupirani u ove, takozvane, vdevs . Pogledajmo neke od najvažnijih vrsta vdeva:

1. RAID 0 ili pruge

Svaki disk djeluje kao vlastiti vdev. Nema suvišnih podataka, a podaci se šire na svim diskovima. Također poznat kao prugast. Kvar jednog diska značio bi da cijeli zpool postaje neupotrebljiv. Korisna pohrana jednaka je zbroju svih dostupnih uređaja za pohranu.

Prvi zpool koji smo stvorili u prethodnom odjeljku je RAID 0 ili prugasti niz za pohranu.

2. RAID 1 ili Mirror

Podaci se preslikavaju između ndiskovi. Stvarni kapacitet vdeva ograničen je neobrađenim kapacitetom najmanjeg diska u njemu n-diskovni niz. Podaci se preslikavaju između n diskova, to znači da možete izdržati neuspjeh n-1 diskovi.

Da biste stvorili zrcaljeni niz, upotrijebite ključnu riječ zrcalo:

$ zpool izradi zrcalo spremnika ada1 ada2 ada3

Podaci upisani u tenk zpool će se zrcaliti između ova tri diska, a stvarna dostupna pohrana jednaka je veličini najmanjeg diska, što je u ovom slučaju oko 20 GB.

U budućnosti ćete možda htjeti dodati još diskova u ovaj bazen i dvije su moguće stvari koje možete učiniti. Na primjer, zpool tenk ima tri diska koji zrcale podatke kao jedan vdev mirror-0:

Recimo, možda ćete htjeti dodati dodatni disk ada4, zrcaliti iste podatke. To se može učiniti pokretanjem naredbe:

$ zpool pričvrstite spremnik ada1 ada4

To bi dodalo dodatni disk vdev-u koji već ima disk ada1 u njemu, ali ne i povećati dostupnu pohranu.

Slično tome, pogone možete odvojiti od zrcala pokretanjem:

$ zpool odvojivi spremnik ada4

S druge strane, možda ćete htjeti dodati dodatni vdev za povećanje kapaciteta zpoola. To se može učiniti pomoću naredbe zpool add:

$ zpool dodaj zrcalo za spremnik ada4 ada5 ada6

Gornja konfiguracija omogućila bi pruzanje podataka preko vdevs mirror-0 i mirror-1. U ovom slučaju možete izgubiti 2 diska po vdev-u, a vaši će podaci i dalje biti netaknuti. Ukupni korisni prostor povećava se na 40 GB.

3. RAID-Z1, RAID-Z2 i RAID-Z3

Ako je vdev tipa RAID-Z1, mora koristiti najmanje 3 diska, a vdev može tolerirati propast samo jednog od tih diskova. Konfiguracije RAID-Z ne dopuštaju spajanje diskova izravno na vdev. Ali možete dodati više vdevs pomoću zpool dodati, takav da se kapacitet bazena može neprestano povećavati.

RAID-Z2 zahtijevat će najmanje 4 diska po vdev-u i može tolerirati do 2 kvara diska, a ako treći disk otkaže prije zamjene 2 diska, vaši se dragocjeni podaci gube. Isto slijedi za RAID-Z3, koji zahtijeva najmanje 5 diskova po vdev-u, s do 3 diska tolerancije otkaza prije nego što oporavak postane beznadan.

Stvorimo RAID-Z1 bazen i razvijajmo ga:

$ zpool stvorite spremnik raidz1 ada1 ada2 ada3

Bazen koristi tri diska od 20 GB, što čini 40 GB dostupnim korisniku.

Za dodavanje drugog vdeva potrebna su 3 dodatna diska:

$ zpool dodajte spremnik raidz1 ada4 ada5 ada6

Ukupni korisni podaci sada su 80 GB, a možete izgubiti do 2 diska (po jedan sa svakog vdeva) i još uvijek imate nadu za oporavak.

Zaključak

Sada znate dovoljno o ZFS-u da biste s povjerenjem u njega uvezli sve svoje podatke. Od ovog trenutka možete potražiti razne druge značajke koje ZFS nudi, poput korištenja brzih NVM-ova za predmemoriju čitanja i pisanja, korištenje ugrađene kompresije za vaše skupove podataka i umjesto da vas preplave sve dostupne opcije, potražite ono što vam treba za vaš određeni slučaj upotrebe.

U međuvremenu postoji još nekoliko korisnih savjeta u vezi s odabirom hardvera koje biste trebali slijediti:

1. Nikada nemojte koristiti hardverski RAID-kontroler sa ZFS-om.
2. Ispravljanje pogrešaka RAM-a (ECC) preporučuje se, ali nije obvezno
   
3. Značajka dupliciranja podataka troši puno memorije, umjesto toga koristite kompresiju.
4. Prekomjernost podataka nije alternativa za sigurnosno kopiranje. Imajte više sigurnosnih kopija, te sigurnosne kopije pohranite pomoću ZFS-a!