ZFS-最高のファイルシステム（まだ）

ZFSはクールでなければなりませんが、過去に立ち往生しているように思えるのは少し残念です-最もクールで最高のファイルシステムとして認識される前でさえ。 柔軟性がなく、フラッシュメモリとの最新の統合が欠如しており、ほとんどのオペレーティングシステムで直接サポートされていません。 しかし、SOHO条件（小規模オフィス/ホームオフィス）に対して最高レベルの保護を提供するのはZFSであるため、貴重なデータはすべてZFSに保存します。 そして、ここに理由があります。







最初のストレージディレクティブ：間違ったデータを返さないでください！

ZFS革命。 2006年頃

FreeNASに関する私の記事では、「ZFSが最高のファイルシステムである」と繰り返し述べましたが、ソーシャルメディアでの私の投稿を見れば、私はそれがまったく好きではないことが明らかになります。 このような矛盾には説明と文脈が必要であるという結論に達しましたので、ZFSファンを混乱させるリスクを冒して、それを実行しましょう。



ZFSが2005年に最初に登場したとき、それは完全にタイムリーでしたが、まだそこに残っています。 ZFS開発者は、Volume Managerの最高の機能をSolaris 10のzettabyteスケールのファイルシステムと組み合わせることにより、多くの正しいことを行いました。

• ZFSは、データとメタデータの量とファイルサイズに実質的に制限がなく、現代のすべてのファイルシステムが持つべきスケーラビリティのレベルに達しました。
• ZFSは、破損を検出するためにすべてのデータとメタデータのチェックサムをチェックします;これは、長期の大規模データストレージに不可欠な機能です。
• ZFSはエラーを検出すると、ミラー、パリティブロック、または代替ストレージの場所からデータを自動的に回復できます。
• ミラーリングとRAID-Zがシステムに組み込まれているため、複数のドライブが有機的に1つの論理ボリュームに結合されます。
• ZFSには、他のボリュームのデータを段階的に更新する機能など、スナップショットとミラーを準備するための信頼できる機能があります。
• データはその場で圧縮でき、重複排除もサポートされています。

ZFSが登場したとき、古いボリュームマネージャーやファイルシステムに比べて革新的なシステムでした 。 また、SunはZFSソースコードのほとんどを公開し、他のオペレーティングシステムに移植できるようにしました。 業界で最も人気のあるおもちゃとして、ZFSはLinuxおよびFreeBSDですぐに登場し、AppleでさえMac OS Xの次世代ファイルシステムの一部として実装し始めました。 未来はとても明るいように見えました！

ユーザーデータのチェックサムが必要です。そうしないと、必然的にデータが失われます。「 大きなディスクでデータ整合性チェックが必要な理由 」および「 最初のストレージディレクティブ：データを失わない 」

2007年から2010年：ZFSは脱線した

しかし、ZFSの勝利の途上で恐ろしいことが起こりました：訴訟、ライセンスとFUDの問題-悪者からの心理的操作の戦術。



最初のクラウドは、ZFSがWAFL特許を侵害したという理由で、NetAppがSunに対して訴訟を起こした2007年に登場しました。 同年、サンは反訴を提起し、法的訴訟が続いた。 ZFSには間違いなくNetAppコードがありませんでしたが、スナップショットに書き込むためのコピーメカニズムはWAFLに類似しており、業界の一部の人々はNetAppの訴訟がZFSオープンソースの可用性に影響することを心配していました。 これらのリスクは、AppleがこのOSのリリース直前にMac OS X 10.6「Snow Leopard」でZFSサポートを放棄するのに十分でした。

会社でこのプロジェクトに携わったAdam LeventhalによるZFSとAppleに関する素晴らしいブログがあります： ZFS：Appleの新しいファイルシステム

その後、サンは困難な時期を経験し、オラクルは会社を買収する瞬間を捉えました。 オラクルは無料プロジェクトに対する幅広い一般支持の大ファンではないため、これはZFSの将来について新たな疑問を投げかけました。 また、OracleがZFSコードに適用したCDDLライセンスは、Linuxで使用されているGPLv2 と互換性がないと認識されているため、世界で最も人気のあるサーバーOSでZFSを使用できません。



OpenSolarisプロジェクトはOracleの買収後も継続していましたが、ZFSはFreeBSDに含まれていましたが、大部分は企業セクターの外にありました。 もちろん、NexentaStorとGreenBytesはエンタープライズセクターでZFSを促進するのに役立ちましたが、OracleのSunサーバーサポートの欠如も状況に影響を与え始めました。

ZFSの現在の問題は何ですか？

OpenZFSは、10年前のファイルシステムとほとんど変わりません。



多くのユーザーが重複排除に懐疑的であり、多くの高価なメモリが必要です。 そして、本当に大切なことです。ほぼすべてのZFS FAQには、ECCメモリと最低8 GBしか必要ありません。 FreeNASでの私自身の経験では、ZFSを備えたアクティブな小型サーバーには32 GBで十分であり、今日の価格でも200〜300ドルかかります。



また、ZFSはフラッシュメモリに実際には適応しておらず、フラッシュメモリは現在どこでも使用されています。 フラッシュはZILおよびL2ARCキャッシュに使用できますが、これは十分なRAMを備えたシステムにとって疑わしい利点であり、ZFSには真のハイブリッドストレージ機能がありません。 すでに数テラバイトの3D NANDドライブが市場に出回っているのに、ZFSのドキュメントが至る所で数ギガバイトのSLCフラッシュメモリに言及しているのはばかげています。 NVMeについては誰も語りませんが、これはハイエンドPCの標準です。



そして、柔軟性の問題、またはそれが存在しないという問題がまだあります。 ZFSボリュームを作成した場合、それは実質的に固定されています。 ストレージプールを拡張する方法は3つしかありません。

• プール内のすべてのディスクを絶対に大容量のディスクに交換します（これはクールですが、高価です）。
• 異なるディスクのセットを使用してディスクシーケンスを作成します（パフォーマンスの不均衡、冗長性、およびその他の多数の潜在的に愚かなエラーにつながる可能性があります）。
• 新しいプールを作成し、 zfs send
  
  
  
  コマンドを使用してそこにデータセットを転送します（ここではトリックがありますが、これを行います）。

3番目の方法に加えて、ZFSプールを削減する方法はありません。 さらに悪いことに、2番目と3番目のパリティディスクを追加するなど、プール全体を再構築せずにデータ保護の種類を変更することはできません。 FreeNASは、新規参入者がRAID-Z1を使用するのを思いとどまらせるために、非常に長い時間を費やしています^[1] 、まだそのようなスキームを選択している場合は文句を言います。



これらはすべて、小さくて取るに足らないもののように思えるかもしれませんが、Drobo、Synology、または最新のクラウドストレージシステムを使用した後、集合的に中世にZFSを主観的に送信します。 ZFSを使用する場合、「ディスク、大量のメモリを購入し、RAIDアレイを作成し、二度とアクセスしない」必要があります。これは、ストレージシステムの現代的な使用にはまったく対応していません^[2] 。

オプションは何ですか？

私はZFSを悪い光で提示したと思います。 かつては革新的でしたが、今では限界を示し始め、フラッシュデータストレージを備えた現代の世界の文脈から外れています。 代替手段はありますか？



Linuxには適切なボリュームおよびファイルシステムマネージャーがあり、ほとんどがLVMまたはMDとext4を使用しています。 ファイルシステムのスペシャリストは、ボリュームマネージャーとZFSスタイルのファイルシステムの機能を組み合わせたBtrfsに非常に満足していましたが、ReiserFSが導入した以上の柔軟性を備えています。 そして、Btrfsは本当に「Linux用のZFS」になる可能性がありますが、それほど前のことではありませんが、昨年のRAID 5および6襲撃によるデータ損失というひどいバグの後に開発がつまずきました。 しかし、5年後には、特にコンテナーで使用できる強力な可能性があるため、LinuxユーザーにBtrfsの使用を推奨するとまだ考えています^[3]。 。



Windowsの場合、Microsoftは、B +ツリー（Btrfsに類似）を使用して独自の新世代ReFSファイルシステムを展開し、クレイジーなスケーリングと耐久性、データ保護機能を備えています^[4] 。 記憶域スペースと組み合わせることで、Microsoftは、SSDと3D-XPointを階層またはキャッシュとして使用することもできる、Windows Server用の次世代の実行可能なストレージシステムを提供します。



また、アップルは、 APOSに落ち着く前にストレージシステムを数回変更したと噂されており、APOSは今年macOS High Sierraでリリースされました。 APFSはBtrfsおよびReFSと非常に似ていますが、完全に異なる方法で実装されており、ユーザーに重点を置いています。 一部の領域で失われる（ユーザーデータはチェックサムでチェックされず、圧縮はサポートされない）ため、APFSはiOSおよびmacOSに必要なシステムです。 そして、APFSは「Mac OS X上のZFS」のアイデアのcoの最後の釘です。



3つの主要なオペレーティングシステムには、それぞれ新世代のファイルシステム（およびボリュームマネージャー）があります。 LinuxにはBtrfsがあり、WindowsにはReFSとStorage Spacesがあり、macOSにはAPFSがあります。 FreeBSDはZFSへのコミットメントを維持しているようですが、これは市場のほんの一部です。 また、すべてのエンタープライズレベルのシステムは、Sun、Nexenta、およびiXsystemsのZFSおよびZFSベースのエンタープライズシステムが実行できる能力をはるかに超えてすでに進歩しています。



しかし、ZFSは、ホームユーザーの古いファイルシステムよりもはるかに優れています。 整合性チェック、冗長性およびエラー回復の欠如のため、NTFS（Windows）、HFS +（macOS）およびext3 / 4（Linux）は長期データストレージには絶対に適していません。 また、整合性チェックがないためReFSとAPFSでさえ、データの損失が許容できない場合には適していません。

著者の位置：ZFSを使用する（今のところ）

認めるのは悲しいですが、2017年には、ZFSは長期の大規模データストレージに最適なファイルシステムです。 （FreeBSD、Solaris、および特殊なデバイスを除いて）使用するのが難しい場合がありますが、その信頼性と信頼性により、ZFSは企業のストレージシステムの外部にデータを保存する唯一の信頼できるツールになります。 結局、 ファイルシステムが本当に必要なのは 、 信頼できるデータストレージだけです 。 私の重要なデータはすべて、写真から音楽、映画からオフィスファイルまで、すぐにZFSに送られます。 すぐに、ZFS以外のものを信頼します！

脚注

1.最新の大容量ディスクでは、冗長性の高いRAID-Z2およびRAID-Z3が望ましいです。 ↑

2.奇妙なことに、複数のプールとリムーバブルドライブはZFSで正常に動作しますが、このユースケースについてはほとんど誰も言及していません。 システム内のすべてのディスクを含む「タンク」と呼ばれる1つのプールについて常に話します。 ↑

3. Btrfsに実際に欠けていることの1つは、フラッシュサポート、特にハイブリッドストレージシステムです。 しかし、個人的には、最初にRAID-6のサポートを実装することを好みます。 ↑

4. ReFSのデータのチェックサムは、デフォルトではまだ無効になっていますが。 ↑