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ZFS è un sistema di storage che combina file system tradizionali e volume manager in un unico strumento. ZFS utilizza della terminologia specifica, diversa da quella usata da altri sistemi di storage, ma le sue funzioni lo rendono un ottimo tool per gli amministratori di sistema.
Concetti base di ZFS
Virtual Device
Un VDEV è simile a un dispositivo gestito da una scheda RAID. Esistono diversi tipi di VDEV che offrono diversi vantaggi, tra cui ridondanza e velocità. In generale, i VDEV offrono una maggiore affidabilità rispetto alle schede RAID. Si sconsiglia di utilizzare ZFS insieme a RAID, poichè ZFS è fatto per gestire direttamente i dischi fisici.
Tipi di VDEV:
- mirror (mirror su più dischi)
- raidz
- raidz1 (parity a 1 disco, simile a RAID 5)
- raidz2 (parity a 2 dischi, simile a RAID 6)
- raidz3 (parity a 3 dischi)
- disk
- file (non consigliato in production poichè aggiunge un ulteriore filesystem)
I dati vengono distribuiti tra tutti i VDEV presenti nella Storage Pool, per cui un maggior numero di VDEV aumenta le operazioni al secondo (IOPS).
Storage Pool
Le Storage Pool di ZFS sono un'astrazione del livello inferiore (VDEV) e consentono di separare il filesystem visibile agli utenti dal layout reale dei dischi.
Dataset
I dataset sono simili ai filesystem tradizionali, ma con molte più funzioni che rendono vantaggioso l'utilizzo di ZFS. I dataset supportano il Copy on Write gli snapshot, la gestione delle quota, compressione e deduplicazione.
Limiti
Una directory può contenere fino a 2^48 file, ognuno dei quali di 16 exabyte. Una storage pool può contenere fino a 256 zettabyte (2^78), e può essere distribuita tra 2^64 dispositivi. Un singolo host può avere fino a 2^64 storage pool.
Comandi
Storage Pool
Azioni:
- List (lista delle pool)
- Status (stato)
- Destroy (rimozione)
- Get/Set (lettura/modifica proprietà)
Lista delle zpool
# Crea una zpool raidz
$ zpool create zroot raidz1 gpt/zfs0 gpt/zfs1 gpt/zfs2
# Lista delle zpool
$ zpool list
NAME SIZE ALLOC FREE EXPANDSZ FRAG CAP DEDUP HEALTH ALTROOT
zroot 141G 106G 35.2G - 43% 75% 1.00x ONLINE -
# Informazioni dettagliate su una zpool
$ zpool list -v zroot
NAME SIZE ALLOC FREE EXPANDSZ FRAG CAP DEDUP HEALTH ALTROOT
zroot 141G 106G 35.2G - 43% 75% 1.00x ONLINE -
gptid/c92a5ccf-a5bb-11e4-a77d-001b2172c655 141G 106G 35.2G - 43% 75%
Stato delle zpool
# Informazioni sullo stato delle zpool
$ zpool status
pool: zroot
state: ONLINE
scan: scrub repaired 0 in 2h51m with 0 errors on Thu Oct 1 07:08:31 2015
config:
NAME STATE READ WRITE CKSUM
zroot ONLINE 0 0 0
gptid/c92a5ccf-a5bb-11e4-a77d-001b2172c655 ONLINE 0 0 0
errors: No known data errors
# "Scrubbing" (correzione degli errori)
$ zpool scrub zroot
$ zpool status -v zroot
pool: zroot
state: ONLINE
scan: scrub in progress since Thu Oct 15 16:59:14 2015
39.1M scanned out of 106G at 1.45M/s, 20h47m to go
0 repaired, 0.04% done
config:
NAME STATE READ WRITE CKSUM
zroot ONLINE 0 0 0
gptid/c92a5ccf-a5bb-11e4-a77d-001b2172c655 ONLINE 0 0 0
errors: No known data errors
Proprietà delle zpool
# Proprietà di una zpool (gestite dal sistema o dall'utente)
$ zpool get all zroot
NAME PROPERTY VALUE SOURCE
zroot size 141G -
zroot capacity 75% -
zroot altroot - default
zroot health ONLINE -
...
# Modifica di una proprietà
$ zpool set comment="Dati" zroot
$ zpool get comment
NAME PROPERTY VALUE SOURCE
tank comment - default
zroot comment Dati local
Rimozione di una zpool
$ zpool destroy test
Dataset
Azioni:
- Create
- List
- Rename
- Delete
- Get/Set (proprietà)
Creazione dataset
# Crea un dataset
$ zfs create zroot/root/data
$ mount | grep data
zroot/root/data on /data (zfs, local, nfsv4acls)
# Crea un sottodataset
$ zfs create zroot/root/data/stuff
$ mount | grep data
zroot/root/data on /data (zfs, local, nfsv4acls)
zroot/root/data/stuff on /data/stuff (zfs, local, nfsv4acls)
# Crea un volume
$ zfs create -V zroot/win_vm
$ zfs list zroot/win_vm
NAME USED AVAIL REFER MOUNTPOINT
zroot/win_vm 4.13G 17.9G 64K -
Lista dei dataset
# Lista dei dataset
$ zfs list
NAME USED AVAIL REFER MOUNTPOINT
zroot 106G 30.8G 144K none
zroot/ROOT 18.5G 30.8G 144K none
zroot/ROOT/10.1 8K 30.8G 9.63G /
zroot/ROOT/default 18.5G 30.8G 11.2G /
zroot/backup 5.23G 30.8G 144K none
zroot/home 288K 30.8G 144K none
...
# Informazioni su un dataset
$ zfs list zroot/home
NAME USED AVAIL REFER MOUNTPOINT
zroot/home 288K 30.8G 144K none
# Lista degli snapshot
$ zfs list -t snapshot
zroot@daily-2015-10-15 0 - 144K -
zroot/ROOT@daily-2015-10-15 0 - 144K -
zroot/ROOT/default@daily-2015-10-15 0 - 24.2G -
zroot/tmp@daily-2015-10-15 124K - 708M -
zroot/usr@daily-2015-10-15 0 - 144K -
zroot/home@daily-2015-10-15 0 - 11.9G -
zroot/var@daily-2015-10-15 704K - 1.42G -
zroot/var/log@daily-2015-10-15 192K - 828K -
zroot/var/tmp@daily-2015-10-15 0 - 152K -
Rinominare un dataset
$ zfs rename zroot/root/home zroot/root/old_home
$ zfs rename zroot/root/new_home zroot/root/home
Eliminare un dataset
# I dataset non possono essere eliminati se hanno degli snapshot
$ zfs destroy zroot/root/home
Lettura/modifica proprietà
# Tutte le proprietà di un dataset
$ zfs get all zroot/usr/home
NAME PROPERTY VALUE SOURCE
zroot/home type filesystem -
zroot/home creation Mon Oct 20 14:44 2014 -
zroot/home used 11.9G -
zroot/home available 94.1G -
zroot/home referenced 11.9G -
zroot/home mounted yes -
...
# Proprietà specifica
$ zfs get compression zroot/usr/home
NAME PROPERTY VALUE SOURCE
zroot/home compression off default
# Modifica di una proprietà
$ zfs set compression=lz4 zroot/lamb
# Specifiche proprietà per tutti i dataset
$ zfs list -o name,quota,reservation
NAME QUOTA RESERV
zroot none none
zroot/ROOT none none
zroot/ROOT/default none none
zroot/tmp none none
zroot/usr none none
zroot/home none none
zroot/var none none
...
Snapshot
Gli snapshot sono una delle funzioni più importanti di ZFS:
- Lo spazio occupato è la differenza tra il filesystem e l'ultimo snapshot
- Il tempo di creazione è di pochi secondi
- Possono essere ripristinati alla velocità di scrittura del disco
- Possono essere automatizzati molto semplicemente
Azioni:
- Create
- Delete
- Rename
- Access
- Send / Receive
- Clone
Creazione di uno snapshot
# Crea uno snapshot di un singolo dataset
zfs snapshot zroot/home/sarlalian@now
# Crea uno snapshot di un dataset e dei suoi sottodataset
$ zfs snapshot -r zroot/home@now
$ zfs list -t snapshot
NAME USED AVAIL REFER MOUNTPOINT
zroot/home@now 0 - 26K -
zroot/home/sarlalian@now 0 - 259M -
zroot/home/alice@now 0 - 156M -
zroot/home/bob@now 0 - 156M -
...
Eliminazione di uno snapshot
# Elimina uno snapshot
$ zfs destroy zroot/home/sarlalian@now
# Elimina uno snapshot ricorsivamente
$ zfs destroy -r zroot/home/sarlalian@now
Rinominare uno snapshot
$ zfs rename zroot/home/sarlalian@now zroot/home/sarlalian@today
$ zfs rename zroot/home/sarlalian@now today
$ zfs rename -r zroot/home@now @yesterday
Accedere ad uno snapshot
# Utilizzare il comando cd come per una directory
$ cd /home/.zfs/snapshot/
Invio e ricezione
# Backup di uno snapshot su un file
$ zfs send zroot/home/sarlalian@now | gzip > backup_file.gz
# Invia uno snapshot ad un altro dataset
$ zfs send zroot/home/sarlalian@now | zfs recv backups/home/sarlalian
# Invia uno snapshot ad un host remoto
$ zfs send zroot/home/sarlalian@now | ssh root@backup_server 'zfs recv zroot/home/sarlalian'
# Invia l'intero dataset e i suoi snapshot ad un host remoto
$ zfs send -v -R zroot/home@now | ssh root@backup_server 'zfs recv zroot/home'
Clonare gli snapshot
# Clona uno snapshot
$ zfs clone zroot/home/sarlalian@now zroot/home/sarlalian_new
# Rende il clone indipendente dallo snapshot originale
$ zfs promote zroot/home/sarlalian_new