次世代なファイルシステム ZFS on Linux を学ぶ1 - 概要編

ZFS on Linuxとは

もともとSolaris上で実装されていた128bitファイルシステムとのことで、そのファイルシステムを、Linux上に実装したものがZFS on Linuxのようです。 ただし、ライセンスの制限があるためいくつか制限があるらしい。 いままでのファイルシステムよりも大容量のデータをシンプルに管理できるというのがメリットですかね。 その代償として、メモリをたくさん食うらしいです。 以下、適当にZFSの特徴を箇条書きします。

ZFS on Linuxの特徴

• 128bitファイルのシステム。大容量のデータを格納できる。
• シンプルなコマンドで、zfsとzpoolだけ覚えれば良い。
  • zfsコマンド
    • ストレージプール上にファイルシステム作成、マウント
    • スナップショットやクローンの作成
    • ファイルシステムのバックアップ、リストア
  • zpoolコマンド
    • 物理ディスクからストレージプールを作成
    • ディスクの冗長構成を設定
    • データ整合のチェック
• ストレージプールという概念を用いることで、ディスクを一元管理する
• オンラインのままディスクの増設できる
• 設計時にパーティション構成やファイルサイズを決める必要がない
• RAID構成によるデータ冗長化は次の形式をサポートしている
  • 非冗長(RAID-0)
  • ミラー(RAID-1)
  • RAID-Z(RAID-5の改善版)
  • RAID-Z2(RAID-6の改善版)
• スナップショットである時点のファイルシステムを保存できる

トランザクションファイルシステム採用

• データの書き込みは上書きされずに、別のファイルに書き込まれる（コピーオンライト）
• トランザクションが途中で失敗した場合は、無視され、以前のファイルに復元できる
• ただし、ディスクへの書き込みが非同期なので、タイミングによってはディスク容量などで差がでる。
• duコマンドやdfコマンドによって報告されるZFSディスク領域の消費量については注意が必要。

チェックサムとデータ自己修復

• End-to-Endのチェックサムによる信頼性の高いデータ保護
• データとチェックサムを異なるブロックに保存することで、チェックサム自身の信頼性が向上している
• データの読み書き時は、チェックサムによって不正データが検出される
• 不正データが検出された場合、冗長構成であれば、複製データから自動的にデータを修復する