Een inleiding tot het Z-bestandssysteem (ZFS) voor Linux

ZFS wordt vaak gebruikt door data hoarders, NAS-liefhebbers en andere geeks die liever hun vertrouwen stellen in een overbodig opslagsysteem van zichzelf dan van de cloud. Het is een prima bestandssysteem om meerdere gegevensschijven te beheren en concurreert met de beste RAID-instellingen.

Foto door Kenny Louie.

Wat is ZFS en waarom zou ik het gebruiken?

Het Z-bestandssysteem is een gratis en open source logische volume-manager gebouwd door Sun Microsystems voor gebruik in hun Solaris-besturingssysteem. Enkele van de meest aansprekende functies zijn onder meer:

Eindeloze schaalbaarheid

Nou, dat is het niet technisch gezien eindeloos, maar het is een 128-bits bestandssysteem dat in staat is om zettabytes (één miljard terabytes) aan gegevens te beheren. Het maakt niet uit hoeveel schijfruimte je hebt, ZFS is geschikt voor het beheer ervan.

Maximale integriteit

Alles wat u in ZFS doet, gebruikt een controlesom om de integriteit van bestanden te waarborgen. U kunt er zeker van zijn dat uw bestanden en hun overtollige kopieën geen stille gegevenscorruptie tegenkomen. Ook, terwijl ZFS bezig is met het rustig controleren van uw gegevens op integriteit, zal het automatische reparaties uitvoeren wanneer dit maar kan.

Drive pooling

De makers van ZFS willen dat je het ziet als vergelijkbaar met de manier waarop je computer RAM gebruikt. Als je meer geheugen op je computer nodig hebt, stop je een andere stick en ben je klaar. Evenzo met ZFS, wanneer u meer ruimte op de harde schijf nodig heeft, plaatst u een andere harde schijf en bent u klaar. U hoeft geen tijd meer te besteden aan partitioneren, formatteren, initialiseren of iets anders op uw schijven doen - als u een grotere opslagpool nodig heeft, voegt u gewoon schijven toe.

INVAL

ZFS is in staat tot veel verschillende RAID-niveaus, en biedt tegelijkertijd prestaties die vergelijkbaar zijn met die van RAID-controllers voor hardware. Hiermee kunt u geld besparen, de configuratie eenvoudiger maken en toegang hebben tot superieure RAID-niveaus waarop ZFS is verbeterd.

ZFS installeren

Omdat we alleen de basisbeginselen in deze handleiding behandelen, zullen we ZFS niet als een rootbestandssysteem installeren. In deze sectie wordt ervan uitgegaan dat u ext4 of een ander bestandssysteem gebruikt en zou u ZFS willen gebruiken voor sommige secundaire harde schijven. Hier volgen de opdrachten voor het installeren van ZFS op enkele van de meest populaire Linux-distributies.

Solaris en FreeBSD zouden al met ZFS geïnstalleerd en klaar voor gebruik moeten zijn.

Ubuntu:

$ sudo add-apt-repository ppa: zfs-native / stable $ sudo apt-get update $ sudo apt-get install ubuntu-zfs

Debian:

$ su - # wget http://archive.zfsonlinux.org/debian/pool/main/z/zfsonlinux/zfsonlinux_2%7Ewheezy_all.deb # dpkg -i zfsonlinux_2 ~ wheezy_all.deb # apt-get update # apt-get install debian-zfs

RHEL / CentOS:

$ sudo yum localinstall --nogpgcheck http://archive.zfsonlinux.org/epel/zfs-release-1-3.el6.noarch.rpm $ sudo yum install zfs

Als u een andere distributie heeft, ga dan naar zfsonlinux.org en klik op uw distributie onder de lijst "Packages" voor instructies over het installeren van ZFS.

Naarmate we verder gaan met deze gids gaan we Ubuntu gebruiken, omdat dat de beste keuze lijkt te zijn voor Linux-geeks. Je zou nog steeds moeten kunnen volgen, wat er ook gebeurt, omdat de ZFS-commando's niet zullen veranderen over verschillende distributies.

De installatie duurt lang, maar als deze is voltooid, start u de installatie $ sudo zfs lijst om te controleren of het correct is geïnstalleerd. Je zou een uitvoer zoals deze moeten krijgen:

We gebruiken nu een nieuwe installatie van de Ubuntu-server, met slechts één harde schijf.

ZFS configureren

Laten we nu zeggen dat we zes extra harde schijven op onze computer hebben gezet.

$ sudo fdisk -l | grep Fout laat ons de zes harde schijven zien die we zojuist hebben geïnstalleerd. Ze zijn momenteel onbruikbaar omdat ze geen enkele soort partitietabel bevatten.

Zoals we eerder al zeiden, is een van de leuke dingen over ZFS dat we ons niet hoeven bezig te houden met partities (hoewel dat wel zo is als je dat wilt). Laten we beginnen met het nemen van drie van onze harde schijven en ze in een opslagpool plaatsen door het volgende commando uit te voeren:

$ sudo zpool create -f geek1 / dev / sdb / dev / sdc / dev / sdd

zpool maken is de opdracht die wordt gebruikt om een nieuwe opslagpool te maken, -f overschrijft eventuele fouten die optreden (bijvoorbeeld als de schijf (schijven) al informatie over hen bevatten), geek1 is de naam van de opslagpool, en / dev / sdb / dev / sdc / dev / sdd zijn de harde schijven die we in het zwembad plaatsen.

Nadat u uw pool heeft aangemaakt, zou u deze moeten kunnen zien met de df commando of sudo zfs lijst:

Zoals je ziet, is / geek1 al gemount en klaar voor gebruik.

Als u wilt zien welke drie schijven u hebt geselecteerd voor uw pool, kunt u uitvoeren sudo zpool-status:

Wat we tot nu toe hebben gedaan, is het maken van een dynamische pool van 9 TB (effectief, RAID 0). Als je niet bekend bent met wat dat betekent, stel je voor dat we een bestand van 3 KB aan / geek1 hebben gemaakt. 1 KB zou automatisch naar sdb gaan, 1 kB naar sdc en 1 kB naar sdd. Wanneer we vervolgens het bestand van 3 KB gaan lezen, zou elke harde schijf 1 KB aan ons presenteren, waarbij de snelheid van de drie schijven wordt gecombineerd. Dit maakt het schrijven en lezen van gegevens snel, maar betekent ook dat we één faalpunt hebben. Als slechts één harde schijf faalt, verliezen we ons bestand van 3 kB.

Ervan uitgaande dat het beschermen van uw gegevens belangrijker is dan snel toegang te krijgen, laten we eens kijken naar andere populaire instellingen. Eerst verwijderen we de zpool die we hebben gemaakt, zodat we deze schijven in een meer redundante configuratie kunnen gebruiken:

$ sudo zpool vernietig geek1

Bam, onze zpool is weg. Laten we deze keer onze drie schijven gebruiken om een RAID-Z-pool te maken. RAID-Z is in feite een verbeterde versie van RAID 5, omdat het de "write hole" vermijdt door copy-on-write te gebruiken. RAID-Z vereist minimaal drie harde schijven en is een soort van compromis tussen RAID 0 en RAID 1. In een RAID-Z-pool krijgt u nog steeds de snelheid van striping op blokniveau, maar krijgt u ook gedistribueerde pariteit. Als een enkele schijf in uw pool sterft, vervangt u gewoon die schijf en ZFS zal de gegevens automatisch opnieuw opbouwen op basis van pariteitsinformatie van de andere schijven. Om alle informatie in uw opslagpool te verliezen, zouden twee schijven moeten sterven. Om dingen nog meer overbodig te maken, kunt u RAID 6 (RAID-Z2 in het geval van ZFS) gebruiken en dubbele pariteit hebben.

Om dit te bereiken, kunnen we hetzelfde gebruiken zpool maken commando zoals eerder maar specificeer raidz achter de naam van het zwembad:

$ sudo zpool create -f geek1 raidz / dev / sdb / dev / sdc / dev / sdd

Zoals je kunt zien, df -h laat zien dat onze 9 TB-pool nu is teruggebracht tot 6 TB, aangezien 3 TB wordt gebruikt om pariteitsinformatie te bewaren. Met de zpool-status opdracht, we zien dat ons zwembad grotendeels hetzelfde is als voorheen, maar gebruikt nu RAID-Z.

Om aan te geven hoe eenvoudig het is om meer schijven aan onze opslagpool toe te voegen, laten we de andere drie schijven (nog eens 9 TB) aan onze geek1-opslagpool toevoegen als een andere RAID-Z-configuratie:

$ sudo zpool add -f geek1 raidz / dev / sde / dev / sdf / dev / sdg

We eindigen met:

De Saga gaat verder ...

We hebben nauwelijks de oppervlakte van ZFS en zijn mogelijkheden verwijderd, maar met behulp van wat u in dit artikel hebt geleerd, zou u nu in staat moeten zijn om redundante opslagpools van uw gegevens te maken. Neem contact met ons op voor toekomstige artikelen over ZFS, bekijk de man-pagina's en zoek rond naar de eindeloze niche-gidsen en YouTube-video's over ZFS-functies.