ZFS FAQ

Часто задаваемые вопросы по ZFS (FAQ)

Последнее обновление Май 2008
Вопросы по выпуску ZFS 
Технические вопросы по ZFS
Сравнение ZFS и UFS
Вопросы администрирования ZFS
Взаимодействие ZFS с другими продуктами

Вопросы по выпуску ZFS

1. Как можно получить ZFS?
2. Когда будет ZFS для <укажите название ОС>
3. Что означает ZFS?

1. Как можно получить ZFS?
   ZFS доступна в следующих версиях:
   1* Solaris Nevada, сборка 27a и более поздние
   1* версии Solaris Express
   1* начиная с Solaris 10 от 6.06
2. Когда будет ZFS для <укажите название ОС>
   Ведутся работы по портированию ZFS для FreeBSD и Linux (используя FUSE). Дополнительные сведения о CDDL см. в разделе часто задаваемые вопросы о лицензировании.
3. Что означает ZFS?
   Изначально ZFS было аббревиатурой для "Zettabyte File System". Самой большой приставкой СИ была "зетта" (о "йотта" речи тогда не шло). Поскольку ZFS – 128-разрядная файловая система, название отражает тот факт, что ZFS может хранить 256 квадрильонов секстибайт (каждый секстибайт, ZB – 270 байт). Со временем ZFS приобрело, помимо 128-разрядности, ряд таких свойств, как поразительная надежность сохранения данных, легкость администрирования, а также упрощенную модель управления данными.

Технические вопросы по ZFS

1. Почему ZFS 128-разрядная?
2. Какие существуют ограничения для ZFS?

1. Почему ZFS 128-разрядная?
    Доказано, что срок жизни файловых систем выше, чем других традиционных элементов программного обеспечения, в частности потому, что дисковые форматы очень сложно изменять. Учитывая, что UFS существует практически в настоящем виде около 20 лет, можно справедливо предположить, что ZFS просуществует не менее 30 лет. Здесь закон Мура перестает работать для систем хранения, и мы предполагаем, что в одной файловой системе будут хранится данные с разрядностью выше 64 бит. Более подробное изложение, почему достаточно 128 бит, см. в Блоге Джеффа.
2. Какие существуют ограничения для ZFS?
   При разработке ZFS были установлены настолько высокие ограничения, что в практической работе вы никогда не встретитесь с ними. ZFS может хранить 16 эксабайт в каждом массиве, файловой системе, файле или атрибуте файла. ZFS может хранить миллиарды имен: файлов или каталогов в каталоге, файловых систем в файловой системе или снимков состояния файловой системы. ZFS может хранить триллионы элементов: файлы в файловой системе, файловые системы, тома или копии состояния в массиве.

Вопросы сравнения ZFS и UFS

1. Почему в ZFS нет утилиты типа fsck?
2. Почему du(1) сообщает о разных размерах файла для ZFS и UFS?
3. Почему в ZFS нет пользовательских или групповых квот?

1. Почему в ZFS нет утилиты типа fsck?
    Существуют две основные причины для работы с утилитой типа fsck.
   1* Проверка целостности файловой системы - часто администраторы просто хотят убедиться в том, что в их файловой системе нет сбоев на диске. В большинстве файловых систем это включает в себя запуск fsck, когда система не загружена. Это требует времени и средств. В противовес этому ZFS обладает возможностью "чистить" все данные массива на ходу, находя и восстанавливая при этом сбойные поврежденные данные. В планах на будущее предполагается улучшить этот процесс за счет фоновой чистки.
   1* Восстановление состояния диска - при аварийном отказе машины содержимое диска для некоторых файловых систем может быть повреждено. Журналирование позволяет решить часть подобных проблем, но невозможность возврата по журналу может привести к тому, что файловой системе потребуется восстановление. В этом случае проявляются хорошо известные ошибки, такие как создание записи в каталоге перед обновлением родительской ссылки, которую можно надежно исправить. ZFS не подвержена этой проблеме, поскольку данные на диске всегда целостные.
   Более опасная проблема возникает при аппаратном или программном сбое. Даже файловые системы или менеджеры томов, применяющие контрольные суммы блоков, подвержены ряду других неполадок, при которых данные будут допустимыми, но поврежденными. В этом случае сбои происходят в случайном порядке, и в большинстве файловых систем или происходит сбой (если это были метаданные), или они молча возвращают приложению неверные данные. В обоих случаях утилита fsck дает лишь небольшую пользу. Поскольку повреждение не связано с известной патологией, скорее всего, оно не может быть исправлено. При использовании ZFS эти ошибки (статистически) не будут возникать в конфигурации с избыточностью. В конфигурации без избыточности эти ошибки выявляются правильным образом, но приводят к ошибке ввода/вывода при попытке чтения блока. Теоретически возможно написать инструмент для исправления подобных повреждений, хотя любая подобная попытка, скорее всего, приведет к созданию одноразового инструмента. Разумеется, ZFS также подвержена ошибкам в программах, но эти ошибки приведут к повторяющимся по шаблону повреждениям, поддающимся исправлению стандартными средствами. За 5 лет разработки ZFS такие шаблоны замечены не были.
2. Почему du(1) сообщает о разных размерах файла для ZFS и UFS?
   В UFS du(1) показывает размер блоков данных внутри файла. В ZFS ddu(1) показывает действительный размер файла на диске с учётом размера метаданных и сжатия файла. Этот отчет помогает действительно ответить на вопрос "Сколько места освободится при удалении файла?". Поэтому даже при отключенном сжатии результаты для ZFS и UFS будут различаться.
3. Почему в ZFS нет пользовательских или групповых квот?
   Файловые системы ZFS могут использоваться как логические административные контрольные точки, позволяющие видеть использование, управлять свойствами, выполнять резервное копирование, делать мгновенные снимки и так далее. Для серверов домашних каталогов модель ZFS позволяет легко настроить одну файловую систему на пользователя. Квоты ZFS специально не ассоциированы с конкретным пользователем, поскольку системы являются точками административного управления.
   Квоты ZFS могут устанавливаться на файловых системах, которые могут представлять пользователей, проекты, группы и так далее, а также целиком на части иерархии файловых систем. Это позволяет комбинировать квоты такими способами, которые недоступны для традиционных пользовательских квот. Пользовательские квоты введены, поскольку несколько пользователей были вынуждены использовать одну файловую систему.
   Квоты файловой системы ZFS гибки и просты в настройке. Квота может применяться при создании файловой системы. Например:

# zfs create -o quota=20g tank/home/users

Файловые системы пользователей создаются в этой файловой системе автоматически, наследуя квоту в 20 ГБ, установленную в родительской файловой системе. Например: |

# zfs create tank/home/users/user1
# zfs create tank/home/users/user2
# zfs list -r tank/home/users
NAME                    USED  AVAIL  REFER  MOUNTPOINT
tank/home/users        76.5K  20.0G  27.5K  /tank/home/users
tank/home/users/user1  24.5K  20.0G  24.5K  /tank/home/users/user1
tank/home/users/user2  24.5K  20.0G  24.5K  /tank/home/users/user2

Квоты ZFS могут быть увеличены при повышении дискового пространства в хранилище ZFS в процессе работы файловой системы без простоев.
Вместо того чтобы пытаться подогнать пользовательские квоты под модель администрирования на основе файловой системы как точки контроля, группа ZFS работает над улучшением управления несколькими файловыми системами.
Альтернатива квотам на дисковое пространство, используемое для почты, – использование почтовых серверов, обладающих функцией квотирования, , таких как Sun Java System Messaging Server. Эта программа обладает функциями окончания срока действия и очистки и возможностями выделять квоты для почты пользователей и формировать предупреждающие о квоте сообщения.

Вопросы администрирования ZFS

1. Что делать, если при каждой загрузке появляется сообщение о сбое ZFS?
2. Поддерживает ли ZFS горячее резервирование?
3. Можно ли удалять устройства из пула ZFS?
4. Можно ли использовать ZFS как корневую файловую систему? Как насчет зон?
5. Можно ли расщепить зеркало ZFS?

1. Что делать, если при каждой загрузке появляется сообщение о сбое ZFS?
   ZFS разработана для устранения случайных аппаратных сбоев путем использования избыточности (зеркалирование или RAID-Z). К сожалению, некоторые сбои в конфигурациях без дублирования могут привести к сбою ZFS при попытке загрузить массив. Это ошибка, которая будет устранена в ближайшем будущем (вместе с появлением ряда полезных функций, например, фоновой чистки). Вместе с тем, если возникнет ситуация, при которой загрузка невозможна из-за поврежденного массива, выполните следующие действия:
   1. boot using '-m milestone=none'
   2. # mount -o remount /
   3. # rm /etc/zfs/zpool.cache
   4. # reboot
       При этом из системы удалятся все сведения о массивах. Теперь можно заново создать массив и восстановить данные с резервной копии.
2. Поддерживает ли ZFS горячее резервирование?
   Да, функция горячего резервирования для ZFS поддерживается в Solaris Express Community Release, сборка 42, Solaris Express выпуска июля 2006 г. и Solaris 10 11/06 выпуска. Дополнительные сведения о горячем резервировании см. в руководстве по администрированию ZFS.
3. Можно ли удалять устройства из массива ZFS?
   Удаление vdev верхнего уровня, такого как всей группы RAID-Z или диска в конфигурации без зеркала, в настоящее время не поддерживается. Планируется включить эту функцию в следующий выпуск.
   Можно удалить устройство из зеркальной конфигурации ZFS с помощью команды zpool detach.
   Можно заменить устройство устройством аналогичного размера из зеркальной или RAID-Z конфигурации с помощью команды zpool replace.
4. Можно ли использовать ZFS как корневую файловую систему? Как насчет зон?
   В настоящее время файловая система ZFS не может использоваться как корневая файловая система в Solaris 10. В то же время небольшая поддержка корня и загрузки ZFS доступна в SX community release для систем x86. Дополнительные сведения см. в разделе Загрузка ZFS. Следите за расписанием загрузки Solaris 10 ZFS.
   ZFS может использоваться как путь корня зоны в выпуске Solaris Express, но ее нельзя править или модернизировать до тех пор, пока эти средства не начнут понимать файловые системы ZFS. Дополнительные сведения см. в разделе Часто задаваемые вопросы о зонах.
   Кроме того, невозможно создавать кэш cachefs в системе ZFS.
5. Можно ли расщепить зеркало ZFS?
   В настоящее время ZFS не поддерживает расщепления зеркала для клонирования или резервного копирования. Лучший способ клонирования или резервного копирования – использования функции клонирования или мгновенного снимка ZFS. Сведения об использовании клонирования и мгновенного снимка ZFS см. в разделе Руководство по администрированию ZFS. Обратитесь к RFE 6421958, чтобы рекурсивно отправлять мгновенные снимки, улучшающие процесс репликации систем.
   В дополнении к функциям клонирования и мгновенного снимка состояния ZFS удаленная репликация файловой системы ZFS обеспечивается продуктом Sun StorageTek Availability Suite. Демонстрации AVS/ZFS доступны здесь.
   Если вы пытаетесь расщепить зеркальную конфигурацию ZFS для клонирования или резервного копирования, помните о следующем:
   1* Расщепление зеркальной конфигурации ZFS не поддерживается ZFS. В RFE 6421958 эта функция зафиксирована.
   1* Нельзя удалить диск из зеркальной конфигурации ZFS, выполнить резервное копирование на диск и затем использовать данные для создания массива-клона.
   1* Если хотите использовать аппаратное резервное копирование или мгновенный снимок вместо функции мгновенного снимка ZFS, необходимо выполнить следующее:
   • 1. zpool export имя_массива
     2. Выполнить аппаратный мгновенный снимок
     3. zpool import имя_массива
        1* Любые попытки расщепить зеркальный массив ZFS путем удаления дисков или изменения на аппаратном уровне элемента работающего массива может привести к повреждению данных.

Взаимодействие ZFS с другими продуктами

1. Поддерживается ли ZFS в кластерной среде?
2. Какие продукты резервного копирования сторонних производителей поддерживают ZFS?
3. Работает ли ZFS с присоединенными к SAN устройствами?

1. Поддерживается ли ZFS в кластерной среде?
   Solaris Cluster 3.2 поддерживает локальную файловую систему ZFS как "повышенной готовности" (HA) в Solaris выпуска 10 11/06. Эта поддержка обеспечивает открытую отказоустойчивость между системами с автоматическим импортом массивов между системами.
   При использовании Solaris Cluster 3.2 для конфигурирования локальной файловой системы ZFS как системы повышенной устойчивости необходимо учитывать следующее.
   Не добавляйте сконфигурированное кворумное устройство в массив хранения ZFS. При добавление в массив хранения сконфигурированного кворумного устройства имя диска меняется, и данные конфигурации кворума теряются. Это значит, что диск больше не сможет участвовать в кворуме кластера. После добавления диска в массив его можно конфигурировать как устройство кворума. Или можно отменить конфигурацию диска, добавить его в массив, затем заново сконфигурировать диск как устройство кворума.
   Solaris Cluster 3.2 не поддерживается в выпусках OpenSolaris или Nevada. Сведения об использовании версии Solaris Cluster с открытым исходным кодом см. на странице сообщества по Open High-Availability Cluster.
   ZFS не является нативным кластером, распределенной или параллельной файловой системой и не может обеспечивать параллельный доступ с нескольких разных узлов. ZFS особенно эффективно работает при совместном использовании в распределенной среде NFS.
   На будущее мы планируем рассмотреть ZFS как нативную кластерную файловую систему, обеспечивающую параллельный доступ. В настоящее время такая возможность не рассматривается.
2. Какие продукты резервного копирования сторонних производителей поддерживают ZFS?
   1* EMC Networker 7.3.2. выполняет резервное копирование и восстановление файловой системы ZFS, включая ACL.
   1* Veritas Netbackup 6.5 выполняет резервное копирование и восстановление файловой системы ZFS, включая ACL.
   1* IBM Tivoli Storage Manager клиент (5.4.1.2) выполняет резервное копирование и восстановление файловой системы ZFS, включая CLI и GUI. При этом также сохраняются ACL ZFS.
   1* BrightStor ARCserve от Computer Associates выполняет резервное копирование и восстановление файловой системы ZFS, но не сохраняет ACL.
3. Работает ли ZFS с присоединенными к SAN устройствами?
   Да, ZFS работает с подключенными напрямую устройствами и устройствами с подключением SAN. Но если хранилище не содержит зеркальных или RAID-Z устройств верхнего уровня, ZFS может только сообщать об ошибках контрольной суммы, но не исправлять их. Если хранилище состоит из зеркальных или RAID-Z устройств, построенных из присоединенных к SAN устройств, ZFS может сообщать об ошибках контрольной суммы и исправлять их.
   Рассмотрим присоединенный к SAN аппаратный RAID-массив, настроенный на представление LUN для SAN fabric на основе внутреннего зеркалирования дисков. При использовании одиночного LUN из этого массива для построения однодискового хранилища оно не будет содержать дублирующихся данных, необходимых ZFS для исправления выявленных ошибок. В этом случае ZFS не может исправлять ошибки массива.
   При использования в двух LUN массива для создания зеркального хранилища или трех LUN для создания хранилища RAID-Z у ZFS будут в распоряжении дублирующиеся данные, пригодные для исправления выявленных ошибок. В этом случае ZFS может исправлять ошибки массива.
   В любом случае, если у хранилища ZFS отсутствуют зеркальные или RAID-Z виртуальные устройства верхнего уровня, стойкость хранилища целиком зависит от надежности основных устройств хранения.
   Если хранилище ZFS состоит только из одного устройства, присоединенного к SAN или подключенного напрямую, невозможно воспользоваться преимуществами таких свойств, как RAID-Z, динамическое чередование, балансировка нагрузки ввода/вывода и так далее.
   ZFS всегда распознает единичное повреждение данных. Некоторые массивы хранения могут распознавать ошибки контрольной суммы, но не могут выявлять следующие классы ошибок.
   1* Случайная перезапись или фантомная перезапись
   1* Неправильная адресация записи и чтения
   1* Ошибки маршрута данных
   В целом функции ZFS подходят и для присоединенных к SAN устройствам, но, будучи примененными к более простым устройствам, эти функции позволяют шире раскрыть свои преимущества.
   Таким образом при использовании ZFS для присоединенных к SAN устройствам можно с успехом пользоваться функциями самовосстановления ZFS путем настройки избыточности в ZFS хранилище, несмотря на то, что избыточность доступна на более низком аппаратном уровне.