ZFS: koncepcijas un apmācība

Datu integritātes meklējumos, izmantojot OpenZFS, nevar izvairīties. Patiesībā būtu diezgan žēl, ja vērtīgo datu glabāšanai izmantojat visu, izņemot ZFS.  Tomēr daudzi cilvēki nevēlas to izmēģināt. Tā kā uzņēmuma līmeņa failu sistēma ar tajā iebūvētu plašu funkciju klāstu, ZFS ir jābūt grūti lietojamam un administrējamam.  Nekas nevar būt tālāk no patiesības. ZFS lietošana ir tikpat vienkārša, cik tā izpaužas. Izmantojot nedaudz terminoloģiju un vēl mazāk komandu, jūs esat gatavs izmantot ZFS jebkur - no uzņēmuma līdz jūsu mājai / birojam NAS.

ZFS veidotāju vārdiem sakot: “Mēs vēlamies padarīt krātuves pievienošanu savai sistēmai tikpat vienkāršu kā jaunu RAM atmiņu pievienošanu.”

Mēs redzēsim vēlāk, kā tas tiek darīts. Es izmantošu FreeBSD 11.1, lai veiktu zemāk minētos testus, komandas un pamatā esošā arhitektūra visiem Linux izplatījumiem, kas atbalsta OpenZFS, ir līdzīgi.

Visu ZFS kaudzi var izlikt šādos slāņos:

• Krātuves nodrošinātāji - vērpšanas diski vai SSD
• Vdevs - krātuves nodrošinātāju grupēšana dažādās RAID konfigurācijās
• Zpools - vdevs apkopošana vienā uzglabāšanas baseinā
• Z-Filesystems - datu kopas ar lieliskām funkcijām, piemēram, saspiešanu un rezervēšanu.

Zpool radīt

Vispirms jāsāk ar iestatīšanu, kur mums ir seši 20 GB diski ada [1-6]

$ ls -al / dev / ada?

The ada0 ir instalēta operētājsistēma. Pārējie tiks izmantoti šai demonstrācijai.

Disku nosaukumi var atšķirties atkarībā no izmantotā interfeisa veida. Tipiski piemēri ir: da0, ada0, acd0 un cd.  Skatoties iekšā/ devsniegs priekšstatu par pieejamo.

A zpool ir izveidojis zpool izveidot komanda:

$ zpool izveidojiet OurFirstZpool ada1 ada2 ada3 # Un pēc tam izpildiet šādu komandu: $ zpool status 

Mēs redzēsim kārtīgu iznākumu, sniedzot mums detalizētu informāciju par baseinu:

Šis ir vienkāršākais zpool bez redundances vai kļūdu tolerances ... Katrs disks ir savs vdev.

Tomēr jūs joprojām saņemsit visu ZFS labumu, piemēram, kontrolsummas par katru uzglabājamo datu bloku, lai jūs vismaz varētu noteikt, vai jūsu saglabātie dati tiek bojāti.

Failu sistēmas, a.k.datu kopas, tagad var izveidot virs šī baseina šādā veidā:

$ zfs izveido OurFirstZpool / dataset1 

Tagad izmantojiet savu pazīstamo df -h komandu vai palaist:

$ zfs saraksts

Lai skatītu jaunizveidotās failu sistēmas īpašības:

Ievērojiet, kā visu trīs disku (vdevs) piedāvātā vieta ir pieejama failu sistēmai. Tas attieksies uz visām failu sistēmā, kuras izveidojat pūlā, ja vien nenorādīsim citādi.

Ja vēlaties pievienot jaunu disku (vdev), ada4, to var izdarīt, palaižot:

$ zpool pievienojiet OurFirstZpool ada4

Tagad, ja redzat faila sistēmas stāvokli

Pieejamais lielums tagad ir pieaudzis, neradot papildu problēmas ar nodalījuma palielināšanu vai dublēšanu un failu sistēmas datu atjaunošanu.

Virtuālās ierīces - Vdevs

Vdevs ir zpool celtniecības bloki, lielākā daļa atlaišanas un veiktspējas ir atkarīga no tā, kā jūsu diski tiek grupēti šajos, tā sauktajos, vdevs . Apskatīsim dažus no vissvarīgākajiem vdevs veidiem:

1. RAID 0 vai Stripes

Katrs disks darbojas kā savs vdev. Nav datu atlaišanas, un dati tiek izplatīti visos diskos. Pazīstams arī kā svītrošana. Viena diska kļūme nozīmētu, ka viss zpool ir padarīts nelietojams. Izmantojamā krātuve ir vienāda ar visu pieejamo atmiņas ierīču summu.

Pirmais zpool, ko izveidojām iepriekšējā sadaļā, ir RAID 0 vai svītrainu krātuves masīvs.

2. RAID 1 vai spogulis

Dati tiek atspoguļoti starp ndiski. Vdev faktisko jaudu ierobežo mazākā diska neapstrādātā jauda n-diska masīvs. Dati tiek atspoguļoti starp n diski, tas nozīmē, ka jūs varat izturēt n-1 diski.

Lai izveidotu spoguļattēlu masīvu, izmantojiet atslēgvārdu spogulis:

$ zpool izveidot tvertnes spoguli ada1 ada2 ada3

Uzrakstītie dati tvertne zpool tiks atspoguļots starp šiem trim diskiem, un faktiskā pieejamā krātuve ir vienāda ar mazākā diska izmēru, kas šajā gadījumā ir aptuveni 20 GB.

Nākotnē, iespējams, vēlēsities pievienot šim diskam vairāk disku, un jūs varat darīt divas iespējas. Piemēram, zpool tvertne ir trīs diski, kas atspoguļo datus kā vienu vdev mirror-0:

Jūs, iespējams, vēlēsities pievienot papildu disku, teiksim ada4, lai atspoguļotu tos pašus datus. To var izdarīt, palaižot komandu:

$ zpool piestipriniet tvertni ada1 ada4

Tas pievienotu papildu disku vdev, kuram jau ir disks ada1 tajā, bet nepalieliniet pieejamo krātuvi.

Līdzīgi jūs varat atvienot diskus no spoguļa, palaižot:

$ zpool atdaliet tvertni ada4

No otras puses, iespējams, vēlēsities pievienot papildu vdev, lai palielinātu zpool ietilpību. To var izdarīt, izmantojot komandu zpool add:

$ zpool pievienojiet tvertnes spoguli ada4 ada5 ada6

Iepriekš minētā konfigurācija ļautu datus svītrot virs vdevs mirror-0 un mirror-1. Šajā gadījumā jūs varat zaudēt 2 diskus vienā vdev, un jūsu dati joprojām būs neskarti. Kopējā izmantojamā platība palielinās līdz 40 GB.

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

Ja vdev ir RAID-Z1 tipa, tam jāizmanto vismaz 3 diski, un vdev var pieļaut tikai viena no šiem diskiem bojāeju. RAID-Z konfigurācijas neļauj pievienot diskus tieši vdev. Bet jūs varat pievienot vairāk vdevs, izmantojot zpool pievienot, tādi, ka baseina jauda var turpināt pieaugt.

RAID-Z2 būtu nepieciešami vismaz 4 diski vienā vdev, un tā var pieļaut līdz pat 2 disku kļūmēm, un, ja trešais disks neizdodas pirms divu disku nomaiņas, tiek zaudēti jūsu vērtīgie dati. Tas pats notiek ar RAID-Z3, kam nepieciešami vismaz 5 diski uz vienu devu, ar ne vairāk kā 3 disku izturības diskiem, pirms atkopšana kļūst bezcerīga.

Izveidosim un izaudzēsim RAID-Z1 baseinu:

$ zpool izveidot tanku raidz1 ada1 ada2 ada3

Baseins izmanto trīs 20 GB diskus, tādējādi 40 GB no tā lietotājiem ir pieejams.

Lai pievienotu citu vdev, būtu nepieciešami 3 papildu diski:

$ zpool pievieno tanku raidz1 ada4 ada5 ada6

Kopējais izmantojamo datu apjoms tagad ir 80 GB, un jūs varat zaudēt līdz 2 diskiem (pa vienam no katra vdev) un joprojām ir cerība uz atkopšanu.

Secinājums

Tagad jūs zināt pietiekami daudz par ZFS, lai tajā droši importētu visus savus datus. Turpmāk jūs varat meklēt dažādas citas funkcijas, kuras nodrošina ZFS, piemēram, ātrgaitas NVM izmantošana lasīšanas un rakstīšanas kešatmiņām, datu kopām iebūvēta saspiešana un tā vietā, lai jūs pārņemtu visas pieejamās opcijas, vienkārši meklējiet to, kas jums nepieciešams īpašs lietošanas gadījums.

Tikmēr ir vēl daži noderīgi padomi par aparatūras izvēli, kas jums jāievēro:

1. Nekad nelietojiet aparatūras RAID kontrolieri kopā ar ZFS.
2. Kļūdu labošana RAM (ECC) ir ieteicama, bet nav obligāta
   
3. Datu deduplikācijas funkcija patērē daudz atmiņas, tā vietā izmantojiet saspiešanu.
4. Datu atlaišana nav alternatīva dublēšanai. Ir vairākas dublējumkopijas, saglabājiet šīs dublējumkopijas, izmantojot ZFS!