Файловые системы ближайшего будущего. ZFS

Для операционной системы , перенос которой на другие платформы вызвало всплеск диаметрально разных эмоций у разработчиков: от бурного восхищения и ликования, до прямо противоположного — раздражения и ярости.

Попробуем ознакомиться с точкой зрения каждой из сторон, а также в причинах существования столь полярных оценок этой файловой системы. Но, прежде чем мы это сделаем, давайте хотя бы в общих чертах ознакомимся с её особенностями и свойствами:

128-битная файловая система, что даёт возможность хранения практически неограниченных объёмов информации. На практике это значит, что ZFS теоретически может хранить объёмы информации, которые превышают сегодняшние технологические возможности, при условии использования текущего подхода к организации хранения данных;
Очень большое внимание уделяется целостности и надежности хранения, как пользовательских данных, так и метаданных ФС, для этого используются продвинутые алгоритмы хэширования;
Поддержка снапшотов (snapshot) и пулов хранения (storage pools), благодаря чему ZFS сочетает в себе возможности файловой системы и системы управления томами (новая концепция storage-пулов);
Отсутствие необходимости в fsck благодаря этой ФС;
Традиционно считается, что ZFS — это достаточно производительная файловая система. Впрочем, это утверждение иногда ставится под сомнение. Как минимум, конкретные цифры очень сильно зависят от типа задачи, на которой производится подобное сравнительное тестирование производительности;
Возможности для избирательного сжатия и/или шифрования отдельных файлов или файловых систем;
Поддержка автоматического распознавания и объединения (исключения) файлов-дубликатов;
ZFS не поддерживает квоты. Вернее сказать, её поддержка квот несколько своеобразна: понятие «выделение квоты» значит в терминологии ZFS то, что вы ограничиваете размер создаваемой файловой системы. Дизайн системы таков, что каждому пользователю ZFS следует выделять свою собственную файловую систему со всеми сопутствующими ограничениями;
Определенные проблемы создает не техническая особенность ФС — несовместимая с GPL лицензия на код (CDDL);
Чтобы показать инновационность ZFS не только в области технических решений, приведу, как пример, возможность управлять основными возможностями ФС через веб-интерфейс;
И , так как, повторюсь — ZFS чрезвычайно велик в своих возможностях и особенностях, и перечислить всех их здесь просто не представляется возможным.

Конечно, если смотреть на эти возможности по отдельности, то они во многом не новы и встречаются в том или ином виде в других файловых системах, но такой единый комплекс из приведенных возможностей впервые представлен только в ZFS, что и делает её столь уникальной и интересной на данный момент.

Если добавить сюда её относительно зрелый возраст и очень хорошее состояние в плане стабильности кода — становятся понятны те бури эмоций, которые вызвали новости о публикация её кода под открытой лицензией, а также портирование этой инновационной ФС на такие популярные ОС, как FreeBSD, Linux, MacOS X.

Что касается резко отрицательных откликов на эту, вне всяких сомнений, уже знаменитую файловую систему, то они сводятся в основном к следующим тезисам. Один из ведущих разработчиков Linux, кстати, ответственный за поддержку её дисковой подсистемы, (Andrew Morton), разразился гневными обличениями ZFS в «чудовищном нарушении уровней реализации».

Эндрю Мортан , ведущий разработчик дисковой подсистемы ядра Linux

Некоторые другие разработчики присоединилась к его обвинениям в «жутком дизайне» ZFS, и на данный момент можно констатировать, что Андрея Мортана в адрес ZFS — «ужасное нарушение уровней дизайна » и «необоснованная мешанина из кода » — стали уже своего рода интернет-мемами, на которые заочно уже попытались ответить разработчики из Oracle, Linux, RedHat, FreeBSD и других известных проектов.

В качества ответа на эти выпады, ведущего разработчика ZFS (Jeff Bonwick):

«Все эти обвинения в нарушении дизайна уровней реализации файловой системы, оттого, что ZFS комбинирует в себе одновременно функциональность файловой системы, менеджера томов и программного RAID-контроллера. Я полагаю, что ответ на эту претензию будет зависеть от того, что понимать под обвинением „нарушает дизайн уровней“.
В процессе разработки ZFS мы установили, что стандартный дизайн абстрагированных уровней дискового стека провоцирует удивительное количество ненужной сложности и избыточной логики. В процессе рефакторинга мы пришли к мнению, что единственное решение проблемы — это фундаментальный пересмотр границ слоев и их отношений, — что делает все сразу намного более простым».

Какую бы позицию в отношении ZFS не занимали лично вы, следует признать как минимум одно: ZFS — это принципиально новая технология в индустрии файловых систем.

В предыдущих постах я неоднократно упоминал о zfs. Причем получалось, что и памяти и процессора она требует не по детски. Остался вопрос - и зачем? Сразу скажу, что не претендую на полноту и пр. Что такое zfs можно взглянуть в Википедии. Заинтересовавшимся серьёзнее советую нагуглить zfs administration guide (вроде бы был и по русски). Моё намерение - объяснить зачем вдруг дома файловая система корпоративного уровня. Прим. У читателя, особенно второй части поcта, предполагается уверенное понимание того, что такое дисковые массивы, напр. RAID5. Если понимания нет - вряд ли такие массивы стоит дома самому строить и этот текст читать.

1. Целостность файловой системы . Каждый сталкивался с ситуацией, когда файловую систему приходилось чинить. Успешно или не очень. zfs построена так, что в ней даже нет утилиты вроде виндовой chkdsk или линуксовой fsck. Ситуация, когда файловая система оказалась в противоречивом состоянии, просто невозможна. Реализовано через Copy-on-write (данные пишем не поверх старых, а выделяем новый блок, пишем туда, если все ОК - заменяем указатель со старых данных на новые. Подробнее - см гугл). В результате логическая структура диска не испортится из-за того, что-то не вовремя отключили или свет отрубился. Ну разве записанное в последние 10 сек пропадет. (впрочем, диск может и физически сгореть при играх с электричеством).

2. Уверенность, что не прочитаешь мусор, думая, что читаешь данные . Железо несовершенно. Например, если дребезжат контакты на SATA кабелях, на диск будет записано совсем не то, что было в памяти. И никто, замечу, долгое время об этом не узнает. Мой профессиональный опыт связан с полиграфией. Не раз приходилось на выводе видеть картинку до середины нормальную - а дальше шум. zfs хранит с каждым блоком данных его контрольную сумму. При считывании данных сумма автоматически сличается. Казалось бы, так просто...

3. Уверенность, что хранимые данные не протухли . Да, данные при хранении имеют тенденцию портиться. Что хорошо известно тем, кто поверил маркетингу производителей DVD болванок про 100 лет и записал на них свои архивы. Особенно это важно для "холодных" данных, долгое время лежащих без движения. Архивах, старых фото и т.п. Проверить данные вроде как просто - надо их считать и сличить контрольные суммы. Для zfs, понятно - достаточно файлы прочитать. Для регулярной проверки есть команда, в фоновом режиме все проверяющая.

4. Снимки файловой системы. Легкость запоминания состояния файловой системы на данный момент времени, хранение таких снимков и откат к ним при необходимости. Защищает от дурацких действий человека. Модель Copy-on-write просто располагает к такой функциональности - блоки удаленных или перезаписанных данных просто не освобождаем, а ссылки на них храним в снимке. В результате снимок занимает места столько, сколько содержит измененных по сравнению текущим моментом данных, а не весь объем данных.

Это все было для данных без избыточности, типа одиночного диска. Но zfs позволяет формировать массивы с избыточностью , подобные (и превосходящие) RAID1 (зеркало), RAID5 (избыточность в размере одного диска), RAID6 (двух) и даже "RAID7" (сохраняющий данные при выходе их строя любых трех дисков массива). Массивы можно объединять, получая что-то вроде RAID10 или RAID50. И чем же zfs массивы лучше?

5. Аппаратная независимость . Чтобы сделать аппаратный RAID5, тем более RAID6, нужен дорогой RAID контроллер. zfs raidz - вариант программного RAID, требуются только доступ к дискам, например SATA порты. zfs raidz вполне может быть построен на портах разных контроллеров и из дисков разных моделей (в использовании разных моделей дисков есть и плюсы и минусы). И перенесен чуть не на любое железо, куда можно подключить диски. Я, например, неоднократно переставлял диски между SATA портами, прозрачно импортировал массив, созданный в режиме IDE на контроллере, в ACHI режиме и на SAS контроллере. Хотя операционная система нумерует диски по портам и определяет IDE, ACHI и SAS диски по-разному, zfs все это способен молча отработать (до определенных пределов, конечно. Сдуру что хочешь можно сломать.)

6. Отсутствие Дыры по Записи . (Wiki) То есть разрушения данных, если диск массива не может принять данные. Дорогие RAID контроллеры оборудуют батарейками, которые позволяют много дней хранить данные, не успевшие попасть на диск, и записывать их в массив при появлении возможности.

7. Устойчивость при сбое диска . Пусть у нас одинаковые RAID5 и zfs raidz1. В каждом из них сбоит один из дисков, меняем его на новый. И в процессе замены (а она занимает многие часы для больших массивов) не читается блок на одном из оставшихся дисков массива.

Для RAID5 в большинстве случаев это катастрофа. Массив объявляется сбойным не читаемым, несем его профессионалам, которые за круглую сумму инфу будут восстанавливать.

Для zfs raidz1 сообщается на какие файлы пришлись сбойные блоки, остальное синхронизируется. А если с заменяемого диска хоть что-то читается и от компа его не отключали - информация с него тоже будет использована для синхронизации. И с высокой степенью вероятности данные вообще не потеряем.

8. Работа с полезными данными, а не всем массивом . Например, если я заменяю диск в RAID5 массиве, время восстановления зависит от объема массива. Если в zfs raid1 - от объема записанной в массив информации, тк не используемое для данных место не будет синхронизироваться.

Преимуществ еще много, но мне для дома интереснее именно эти. В корпоративном применении - есть и другие (сжатие данных, дедупликация...). Упомяну важные для меня недостатки .

1. Нарастить raidz массив на один диск нельзя . Можно заменить все терабайтные диски на тритеры - и увеличить объем. Можно собрать из 3 (и более) дисков еще один raidz и добавить его к существующему. Но превратить raidz1 из 5 дисков в raidz1 из 6 можно только слив куда-то информацию, разрушив массив и создав новый.

2. Массив нельзя уменьшить . Можно только увеличивать. Например, заменить в массиве терабайтные винты на двухтерабайтные - можно. А на полутерабайтные - нельзя, даже если в массиве хранится 1 килобайт инфы.
Можно подсоединить к массиву еще один - а отсоединить нельзя. Все такие процедуры - только через сохранение инфы куда-то вовне, разрушение массива и создание нового.

3. Ресурсоемкость . zfs постоянно считает контрольные суммы, что создает нагрузку на процессор и жрет под кеши память. В корпоративном применении есть мнение - гигабайт памяти на терабайт массива. Дома мне хватает 330 атома и 4 Гб памяти (а раньше и на 2 Гб работало - особой разницы не увидел). Хотя атома для полной утилизации гигабитной сети мне не хватает, но 40-50мб/с мои потребности закрывает.. А вот если железо старое и еще значительно слабее - zfs не для Вас.

Да, напомню, если понравилось - в NAS4free , которому и посвящен весь цикл постов, управление NAS, включая операции с zfs, идет через понятный новичку веб интерфейс.

ZFS должна быть классной, но меня немного бесит, что она словно застряла в прошлом - даже до того, как её признали крутой и лучшей файловой системой. Она негибкая, ей не хватает современной интеграции с флеш-памятью и она не поддерживается напрямую большинством операционных систем. Но я храню все свои ценные данные на ZFS, поскольку именно она обеспечивает наилучший уровень защиты для условий SOHO (малый офис/домашний офис). И вот почему.

Первая директива систем хранения: не возвращать неправильные данные!

Революция ZFS. Около 2006 года

С 2007 по 2010-й: ZFS пошла под откос

Но что-то ужасное случилось с ZFS на пути к её триумфу: судебные иски, проблемы с лицензиями и FUD - тактика психологической манипуляции от недоброжелателей.

Первые тучи появились в 2007 году, когда NetApp подала иск к Sun на основании того, что ZFS нарушает их патенты на WAFL. Sun ответила встречным иском в том же году - и юридические тяжбы затянулись. Хотя в ZFS определённо не было кода NetApp, но механизм копирования при записи в снапшоты был похож на WAFL, и некоторые из нас в индустрии обеспокоились, что иск NetApp повлияет на доступность открытых исходников ZFS. Этих рисков оказалось достаточно для Apple, чтобы отказаться от поддержки ZFS в Mac OS X 10.6 “Snow Leopard” прямо перед выпуском этой ОС.

Вот отличный блог о ZFS и Apple от Адама Левенталя, который работал над этим проектом в компании: ZFS: Apple’s New Filesystem That Wasn’t

Тогда Sun переживала трудные времена, и Oracle воспользовалась моментом для покупки компании. Это посеяло новые сомнения о будущем ZFS, поскольку Oracle известна как не большой любитель широкой общественной поддержки свободных проектов. А лицензия CDDL, которую Oracle применила к коду ZFS, признана несовместимой с GPLv2, которая используется в Linux, что делает невозможным использование ZFS в самой популярной в мире ОС для серверов.

Хотя проект OpenSolaris продолжился и после приобретения Oracle, а ZFS включили во FreeBSD, но это было в значительной степени за пределами корпоративного сектора. Конечно, NexentaStor и GreenBytes помогли продвинуть ZFS в корпоративном секторе, но недостаток поддержки серверов Sun со стороны Oracle тоже начал влиять на ситуацию.

Какие проблемы у ZFS сейчас?

OpenZFS практически не отличается от той файловой системы, что была десять лет назад.

Многие продолжают скептически относиться к дедупликации, которая требует много дорогой памяти. И я действительно имею в виду дорогой: практически каждый ZFS FAQ однозначно требует наличия памяти только ECC и минимум 8 ГБ. По моему собственному опыту с FreeNAS, для активного маленького сервера с ZFS подойдёт 32 ГБ, а это стоит $200-300 даже по сегодняшним ценам.

И ZFS так и по-настоящему не приспособился к флеш-памяти, которая сейчас используется повсеместно. Хотя флеш можно использовать для кэшей ZIL и L2ARC, это сомнительное преимущество для систем с достаточным количеством RAM, и у ZFS нет настоящей функции гибридного хранилища данных. Смехотворно, что в документации ZFS повсеместно упоминаются несколько гигабайт флеш-памяти SLC, когда на рынке уже есть многотерабайтные диски 3D NAND. И никто не говорит о NVMe, хотя это стандарт для высокопроизводительых ПК.

И есть ещё вопрос гибкости, точнее, её отсутствия. Если вы создали том ZFS, то он практически зафиксирован на всю жизнь. Есть только три способа расширить пул хранения:

Заменить абсолютно все диски в пуле на диски большей ёмкости (что классно, но дорого).
Создать дисковую последовательность с другим набором дисков (что может привести к несбалансированной производительности, избыточности и куче других потенциально глупых ошибок).
Построить новый пул и перенести туда наборы данных командой zfs send (так поступаю я, хотя тут свои хитрости).

Кроме третьего способа, у вас нет возможности уменьшить пул ZFS. Хуже того, вы не можете изменить тип защиты данных без пересборки всего пула, в том числе добавить второй и третий диски чётности. FreeNAS добросовестно тратит огромное количество времени, пытаясь отговорить новичков от использования RAID-Z1 , и жалуется, если они всё равно выбирают такую схему.

Всё это может показаться мелкими, незначительными придирками, но в совокупности они субъективно отправляют ZFS в средние века, после использования Drobo, Synology или современных облачных систем хранения. С ZFS вам нужно «купить диски, много памяти, создать RAID-массив и никогда его больше трогать», что не совсем соответствует современному использованию систем хранения .

Какие варианты?

Наверное, я представил ZFS не совсем в выгодном свете. Когда-то она была революционной, но сейчас начинает проявлять ограничения и выпадать из контекста современного мира с флеш-хранением данных. Так есть ли альтернативы?

В Linux несколько приличных диспетчеров томов и файловых систем, а большинство используют LVM или MD и ext4. Спецов по файловым системам очень порадовала Btrfs, которая сочетает в себе функции диспетчера томов и файловой системы в стиле ZFS, но с дополнительной гибкостью за пределами того, на чём шлёпнулась ReiserFS. И Btrfs действительно могла бы стать «ZFS для Linux», но не так давно разработка споткнулась, после ужасного прошлогоднего бага с потерей данных с рейдах RAID 5 и 6, и больше о них почти ничего не слышно. Но я по-прежнему думаю, что через пять лет буду рекомендовать пользователям Linux использовать Btrfs, особенно с её мощным потенциалом для применения в контейнерах .

Для Windows компания Microsoft тоже собирается выкатить собственную файловую систему нового поколения ReFS с использованием деревьев B+ (похоже на Btrfs), с сумасшедшим масштабированием и функциями стойкости и защиты данных . В сочетании со Storage Spaces, у Microsoft будет жизнеспособная система хранения следующего поколения для Windows Server, которая может даже использовать SSD и 3D-XPoint как уровень или кэш.

И есть ещё Apple, которая по слухам несколько раз меняла систему хранения, до того как остановиться на APFS , которая вышла в этом году в macOS High Sierra. APFS во многом похожа на Btrfs и ReFS, хотя реализована совершенно иначе, с большей ориентацией на пользователя. Уступая в некоторых сферах (пользовательские данные не проверяются контрольной суммой и не поддерживается сжатие), APFS - именно та система, которая нужна для iOS и macOS. И APFS - это последний гвоздь в гроб идеи «ZFS на Mac OS X».

В каждой из трёх основных ОС теперь есть файловая система нового поколения (и диспетчер томов). В Linux есть Btrfs, в Windows - ReFS и Storage Spaces, а в macOS есть APFS. FreeBSD вроде бы сохранила приверженность ZFS, но это незначительная часть рынка. И каждая система корпоративного уровня уже продвинулась намного дальше того, что может делать ZFS и системы корпоративного уровня на базе ZFS от Sun, Nexenta и iXsystems.

Но ZFS по-прежнему намного превосходит старые файловые системы для домашнего пользователя. Из-за отсутствия проверки целостности, избыточности и восстановления после ошибок NTFS (Windows), HFS+ (macOS) и ext3/4 (Linux) абсолютно не подходят для долговременного хранения данных. И даже ReFS и APFS из-за отсутствия проверки целостности не подходят там, где потеря данных неприемлема.

Позиция автора: используйте ZFS (пока)

Грустно это признавать, но на 2017 год ZFS - лучшая файловая система для долговременного широкомасштабного хранения данных. Хотя иногда и сложно с ней работать (кроме FreeBSD, Solaris и специализированных устройств), но надёжность и проверенность делают ZFS единственным заслуживающим доверия инструментом для хранения данных за пределами корпоративных систем хранения. В конце концов, надёжное хранение данных - это единственное, что действительно должна делать файловая система

Файловая система ZFS невероятно популярна. В результате многие в предприятии клянутся им и используют его для размещения триллионов байтов данных. Несмотря на свою популярность, пользователи Linux не смогут наслаждаться этим из коробки. Вместо этого те, кто хочет проверить это и использовать его в качестве основной файловой системы хранилища, должны будут установить его.

Установка ZFS немного отличается от других файловых систем, и в зависимости от того, что вы используете, может потребоваться небольшое ноу-хау. Если вы новичок в этой файловой системе, лучше всего идти по маршруту Ubuntu. Начиная с Ubuntu 16.04, Canonical упрощает работу с ZFS. Еще лучше, Ubuntu - безусловно самая безопасная реализация ZFS в Linux, с простой настройкой и процессом сборки, который, как известно, очень надежный (в то время как другие дистрибутивы Linux имеют высокий риск нарушения ZFS).

Чтобы установить файловую систему ZFS, Следуйте инструкциям и узнайте, как заставить их работать, прежде чем продолжить этот учебник.

Примечание. Хотя можно использовать ZFS для одного жесткого диска, это не очень хорошая идея, и вы, вероятно, пропустите все функции, которые делают эту файловую систему отличной. Точкой файловой системы является создание избыточности, путем растяжения данных на нескольких жестких дисках. Прежде чем продолжить, убедитесь, что у вас больше, чем 1 жесткий диск для ZFS.

Настройка ZFS

Файловая система ZFS работает, объединяя множество разных жестких дисков вместе, чтобы создать один большой центр хранения. Это звучит слишком сложно, и это так. Тем не менее, результат - превосходное хранилище с большим пространством.

Создание новой файловой системы ZFS немного сложнее, чем просто открытие редактора разделов Gparted. Вместо этого вам нужно будет взаимодействовать с ним на уровне командной строки. В окне терминала запустите lsblk команда. Запуск команды «list block» выведет все накопители на вашем ПК Linux.

Пройдите и решите, какие жесткие диски использовать для вашего Z-пула, и помните имена. В этом учебнике наши три диска в пуле ZFS / DEV / SDB , / DEV / SDC и / DEV / SDD .

Затем вам нужно полностью обнулить жесткие диски, выбранные для Z-пула, чтобы у них больше не было данных. С использованием dd команду, перезапишите каждый из дисков. Это займет некоторое время.

Примечание: изменение / DEV / SDx с идентификатором диска, найденным с помощью lsblk команда (SDB И т.д.).

Sudo dd if = / dev / zero of = / dev / sdX bs = 8M

когда dd заканчивается, запускает FDISK команда. Запуск fdisk покажет много информации о жестких дисках, включая информацию о файловой системе для каждого. Просмотрите показания и убедитесь, что ни один из дисков, которые вы удалили, не имеет файловой системы. Этот шаг имеет решающее значение, поскольку ZFS не использует традиционный формат разбиения.

Суда FDISK-л

Если же линия индикатора FDISK считывание выглядит хорошо, безопасно создать новый Z-пул ZFS. Для базовой настройки Z-пула выполните следующие действия:

Sudo zpool create -f newzpool / dev / sdb dev / sdc / dev / sdd

Базовая установка позволит большинству пользователей удовлетворить свои потребности в хранилищах. Однако те, которые ценят свои данные и нуждаются в защите, не должны идти с такой базовой настройкой. Вместо этого подумайте о создании пула ZFS с RaidZ.

Использование RaidZ в сочетании с вашим ZFS-пулом гарантирует, что ваши данные будут избыточными, с множеством резервных копий. Чтобы создать пул ZFS с RaidZ, запустите:

Sudo zpool create -f newzpool raidz / dev / sdb dev / sdc / dev / sdd

Чтобы добавить файлы в новый пул хранения ZFS, откройте диспетчер файлов и перейдите в корень файловой системы. Поместите файлы внутри папки с именем ZFS Zpool.

Добавить диски в ZFS Zpool

ZFS предназначен для хранения большого количества данных, но это не значит, что ваши оригинальные диски не будут заполняться. Наступит время, когда потребуется больше места для хранения. К счастью, поскольку ZFS не использует разделы, добавление большего количества хранилища в систему прост.

В этом примере мы добавим еще два диска в Zpool (/ dev / sde и / dev / sdf).

Примечание: если ваша установка ZFS не использует RaidZ, удалите ее из команды.

Sudo zpool add -f newzpool raidz / dev / sde / dev / sdf

Удалить пул ZFS

Зачастую объемы ZFS ломаются и становятся непригодными. Когда это произойдет, вам может потребоваться удалить пул хранения. Чтобы удалить пул хранения, откройте терминал и используйте zfs destroy команда.

Sudo zpool уничтожить newzpool

Бег zpool уничтожить занимает довольно много времени, в зависимости от того, сколько данных находится в вашем пуле хранения. Вы узнаете, что Zpool полностью уничтожен, когда терминал снова используется.

Проверить статус ZFS

Быстрый способ проверить статус вашего Zpool с помощью статус zpool команда. С его помощью пользователи могут видеть базовое считывание тома ZFS, как он это делает и имеются ли какие-либо ошибки. Чтобы проверить статус, выполните следующую команду.

Предлагаемые заметки призваны осветить ключевые аспекты и заложить основы для понимания того, какие возможности и удобства предоставляет ZFS пользователю.

zpool

Если традиционно файловые системы создают на разделах носителей информации, то ZFS объединяет произвольное множество физических накопителей и их логических частей в пространство без границ, проще говоря поле (англ. pool ). При этом решение низкоуровневых вопросов ZFS берёт на себя, позволяя создать зеркальный массив из двух накопителей одной командой:

# zpool create pool mirror sdb sdc

Когда дублирование информации пользователя не требуется, носители информации можно объединить, сложив их ёмкости и увеличив скорость доступа:

# zpool create pool sdb sdc

В вышеприведённых примерах pool - произвольное имя создаваемого информационного поля. sdb и sdc - сокращения от путей /dev/sdb и /dev/sdc . Заметим, что в таком случае на каждом устройстве будут созданы GPT разметка и разделы:

Устр-во Start Конец Size Тип /dev/sdc1 2048 31487999 15G Solaris /usr & Apple ZFS /dev/sdc9 31488000 31504383 8M Solaris reserved 1

Можно передавать команде zpool create и имена существующих разделов (как обычно), а так же файлов (вариант предусмотрен для экспериментов).

Если поле создано на переносном накопителе, для безопасного отключения служит команда:

# zpool export pool

а для подключения:

# zpool import pool

Когда имя не известно, команда импорта выполняется без его указания и выводит список возможных.

Архитектура ZFS такова, что извлечение физического накопителя без предварительного экспорта исключает повреждение информации пользователя. Механизм транзакций сохраняет изменения в свободных секторах без перезаписи оригинала. Таким образом гарантируется целостность ФС и допускается потеря лишь не в полной мере записанных данных. Например, при аварийном отключении энергии непосредственно в процессе сохранения отредактированного документа на диске окажется прежняя версия. Для дополнительной защиты данных от ошибок (в том числе аппаратуры) ZFS использует контрольные суммы.

Запуск задачи очистки от повреждений производится командой:

# zpool scrub pool

а проверка состояния:

# zpool status

Произведённые операции сохраняются в журнале, для просмотра которого служит:

# zpool history

zfs

Создав вышеизложенным способом pool, можно обнаружить, что в коневом разделе смонтирован каталог с соответствующим именем. На самом деле, ему соответствует одноимённая файловая система, в чём можно убедиться, дав команду:

# zfs list

В таком виде уже возможно использовать ZFS - как обычную ФС. Если желательно монтировать традиционно, командой mount и посредством /etc/fstab , то следует изменить соответствующее свойство таким образом:

# zfs set mountpoint=legacy pool

Для просмотра свойств предназначен вариант get , например, их перечень можно получить так:

# zfs get all

Ряд свойств должен быть знаком тем, кто редактировал файл /etc/fstab . ZFS хранит их поближе к характеризуемым структурам, что бы «инструкция по использованию» была под рукой. Но это не мешает использовать и привычный подход.

Зачем нужна zfs, когда есть zpool?

Как правило, предпочтительно отделять данные пользователя в /home от системных. В ряде случаев требования к гибкости файловой иерархии повышены, а заранее предугадать количество разделов не представляется возможным. ZFS избавляет пользователя от вопросов «какие лучше выбрать размеры разделам?» и позволяет организовать в едином поле произвольное множество файловых систем, распределяя общий объём памяти по мере надобности, а при необходимости даёт возможность добавить новые физические носители.

В таких сценариях автоматически созданную ФС не используют непосредственно для хранения данных. Её рассматривают как родительскую: задают свойства, которые требуется унаследовать дочерним структурам, например:

# zfs set compression=lz4 pool # zfs set acltype=posixacl pool # zfs set xattr=xa pool

Заметим, что при указании некорректного значения свойства, в качестве подсказки будет выдан список возможных.

# zfs create pool/ROOT # zfs create pool/ROOT/rosa-1 # zfs create -o mountpoint=/home pool/home

Как видно, свойства можно задавать непосредственно при создании ФС, а не только менять позже. Отличная от legacy точка монтирования /home приведёт к тому, что pool/home окажется доступен по соответствующему пути в случае импорта, или команды zfs mount -a . Однако, нужно учитывать тонкость: свойство overlay по умолчанию off - если что-либо по заданному пути уже смонтировано, то оверлей создан не будет.

Помимо pool/ROOT/rosa-1 можно создать pool/ROOT/rosa-2 и установить два варианта ОС. Копию можно создавать не только привычным методом, но и используя механизм мгновенных снимков состояния zfs snapshot и клонирования zfs clone . С учётом таких сценариев, а так же возможности chroot , вместо mountpoint=/ удобнее выбрать legacy (и если читатель выполнил пример из предыдущего раздела, то оно таким и унаследовано от pool )

Запуск ОС Роса с ZFS

Осуществляется просто, если на диске создан отдельный раздел /boot для grub2 и ядер ОС. В таком случае в grub.cfg в качестве параметра ядра root следует указать путь к корневому разделу, возможны различные варианты:

Linux /vmlinuz-4.4.7-nrj-laptop-1rosa-x86_64 root=ZFS=pool/ROOT/rosa-1 ro linux /vmlinuz-4.4.7-nrj-laptop-1rosa-x86_64 root=zfs: ro zfs=pool/ROOT/rosa-1

С этой задачей справляется update-grub2 из официальных репозиториев, но в некоторых случаях требуется недавняя beta версия. Так же желательно установить и соответствующее свойство:

# zpool set bootfs=pool/ROOT/rosa-1