Linux и все, все, все... Статьи и колонки в LinuxFormat, 2006-2013

В общем, даже если не говорить об быстродействии ZFS (а оно весьма высоко, особенно в многодисковых конфигурациях), перечислять её достоинства можно очень долго. Так долго, что поневоле успеваешь задаться вопросом: а есть ли у неё недостатки?

Разумеется, есть. Хотя большая их часть – скорее особенности: например, ограничения при добавлении или удалении накопителей в пуле, или отсутствие поддежки TRIM.

По большому счёту для пользователя Linux’а у ZFS обнаруживается два кардинальных недостатка: некоторая усложнённость её использования, обусловленная юридическими факторами, и высокие требования к аппаратуре.

Первый недостаток если не ликвидирован, то сглажен трудами Брайана Белендорфа [Brian Behlendorf] со товарищи и майнтайнерами прогрессивных дистрибутивов вкупе с примкнувшими к ним независимыми разработчиками. Аппаратные же претензии ZFS мы сейчас и рассмотрим.

Аппаратные потребности

Итак, ZFS предоставляет пользователю весьма много возможностей. И потому вправе предъявлять немало претензий к аппаратной части – процессору (изобилие возможностей ZFS создает на него достаточную нагрузку), оперативной памяти и дисковой подсистеме.

Впрочем, претензии эти отнюдь не сверхъестественные. Так, процессор подойдёт любой из относительно современных, начиная, скажем, с Core 2 Duo. Минимальный объём памяти определяется в 2 ГБ, с оговоркой, что применение компрессии и дедупликации требуют 8 ГБ и более.

Сама по себе ZFS прекрасно функционирует и на одиночном диске. Однако в полном блеске показывает себя при двух и более накопителях. В многодисковых конфигурациях рекомендуется разнесение накопителей на разные контроллеры: современные SSD способны полностью загрузить все каналы SATA-III, и равномерное распределение нагрузки на пару контроллеров может увеличить быстродействие.

К «железным» претензиям добавляются и притязания программные. В первую очередь, ZFS on Linux требует 64-битной сборки этой ОС, поскольку в 32-разрядных системах действует ограничение на адресное пространство физической памяти. Кроме того, в конфигурации ядра должнв быть отключена опция CONFIG_PREEMPT. Поэтому, например, в openSUSE ZFS может использоваться с ядром kernel-default, но не kernel-desktop, каковое, вопреки названию, устанавливается по умолчанию при стандартной настольной инсталляции.

Если вас привлекли достоинства ZFS и не устрашили её «железные» аппетиты, самое время опробовать её в деле. Что потребует знакомства с некоторыми специфическими понятиями.

Терминология

Центральным понятием ZFS является пул хранения данных [zpool]. В него может объединяться несколько физических устройств хранения – дисков или дисковых разделов, причём первый вариант рекомендуется. Но не запрещено и создание пула из одного диска или его раздела.

Каждый пул состоит из одного или нескольких виртуальных устройств [vdev]. В качестве таковых могут выступать устройства без избыточности (то есть всё те же диски и/или их разделы), или устройства с избыточностью – зеркала и массивы типа RAID-Z.

Зеркальное устройство [mirror] – виртуальное устройство, хранящее на двух или более физических устройствах, но при чётном их количестве, идентичные копии данных на случай отказа диска,

RAID-Z – виртуальное устройство на нескольких устройств физических, предназначенное для хранения данных и их контрольных сумм с однократным или двойным контролем чётности. В первом случае теоретически требуется не менее двух, во втором – не менее трёх физических устройств.

Если пул образован устройствами без избыточности (просто дисками или разделами), то одно из vdev, соответствующее ему целиком, выступает в качестве корневого устройства. Пул из устройств с избыточностью может содержать более одного корневого устройства – например, два зеркала.

Пулы, образованные виртуальными устройствами, служат вместилищем для наборов данных [dataset]. Они бывают следующих видов:

   • файловая система [filesystem] – набор данных, смонтированный в определённой точке и ведущий себя подобно любой другой файловой системе;

   • снапшот [snalishot] – моментальный снимок текущего состояния файловой системы, доступный только для чтения;

   • клон [clone] – точная копия файловой системы в момент его создания; создаётся на основе снимка, но, в отличие от него, доступен для записи;

   • том [volume] – набор данных, эмулирующий физическое устройство, например, раздел подкачки.

Наборы данных пула должны носить уникальные имена такого вида:

pool_name/path/[dataset_name][@snapshot_name]

Пулы и наборы данных в именуются по правилам пространства имён ZFS, впрочем, довольно простым. Запрещёнными символами для всех являются символы подчёркивания, дефиса, двоеточия, точки и процента. Имя пула при этом обязательно должно начинаться с алфавитного символа и не совпадать с одним из зарезервированных имён – log, mirror, raidz или spare (последнее обозначает имя устройства «горячего» резерва). Все остальные имена, в соответствие с демократическими традициями пространства имён ZFS, разрешены.