مقدمة لنظام الملفات Z (ZFS) لنظام Linux

يستخدم ZFS بشكل شائع من قبل خوادم البيانات ومحبي NAS وغيرهم من المهووسين الذين يفضلون وضع ثقتهم في نظام تخزين خاص بهم بدلاً من السحابة. إنه نظام ملفات رائع لاستخدامه لإدارة عدة أقراص من البيانات ووظائف المنافسين من بين أعظم أجهزة RAID.

تصوير كيني لوي.

ما هو ZFS ولماذا يجب استخدامه?

نظام الملفات Z هو مدير حجم منطقي حر ومفتوح المصدر تم بناؤه بواسطة Sun Microsystems لاستخدامه في نظام التشغيل Solaris الخاص به. تتضمن بعض ميزاته الأكثر جاذبية ما يلي:

قابلية التوسع اللامحدودة

حسنا ، ليس كذلك فنيا لا نهاية لها ، لكنه نظام ملفات 128 بت قادر على إدارة zettabytes (مليار بليون تيرا بايت) من البيانات. بغض النظر عن مقدار مساحة القرص الصلب لديك ، سيكون ZFS مناسبًا لإدارته.

أقصى قدر من السلامة

كل ما تقوم به داخل ZFS يستخدم المجموع الاختباري لضمان سلامة الملف. يمكنك أن تطمئن إلى أن الملفات الخاصة بك ونسخها المتكررة لن تواجه تلفًا صامتًا للبيانات. أيضا ، في حين أن ZFS مشغول بهدوء التحقق من البيانات الخاصة بك من أجل النزاهة ، فإنه سيتم إصلاحات تلقائية في أي وقت.

قيادة تجمع

يريد منك منشئو ZFS التفكير في الأمر على أنه مشابه للطريقة التي يستخدم بها الكمبيوتر ذاكرة الوصول العشوائي. عندما تحتاج إلى مزيد من الذاكرة في جهاز الكمبيوتر الخاص بك ، يمكنك وضع عصا أخرى وأنت القيام به. وبالمثل مع ZFS ، عندما تحتاج إلى مساحة أكبر على القرص الصلب ، فإنك تضع محرك أقراص ثابت آخر وأنت بذلك. لا تحتاج إلى قضاء بعض الوقت في التقسيم أو التنسيق أو التهيئة أو القيام بأي شيء آخر إلى الأقراص - عندما تحتاج إلى مساحة تخزين أكبر ، فقط قم بإضافة أقراص.

غارة

ZFS قادرة على العديد من مستويات RAID المختلفة ، كل ذلك أثناء تقديم أداء مماثل للأجهزة RAID الخاصة بالأجهزة. وهذا يسمح لك بتوفير المال ، وجعل الإعداد أسهل ، والوصول إلى مستويات RAID متفوقة تم تحسينها على ZFS.

تثبيت ZFS

نظرًا لأننا لا نغطي سوى الأساسيات في هذا الدليل ، فإننا لن نقوم بتثبيت ZFS كنظام ملفات جذر. يفترض هذا القسم أنك تستخدم نظام ext4 أو نظام ملفات آخر وترغب في استخدام ZFS لبعض محركات الأقراص الثابتة الثانوية. فيما يلي أوامر تثبيت ZFS على بعض توزيعات Linux الأكثر شيوعًا.

يجب أن تأتي Solaris و FreeBSD بالفعل مع ZFS مثبتة وجاهزة للاستخدام.

أوبونتو:

$ sudo add-apt-repository ppa: zfs-native / stable
sudo $ apt-get update
$ sudo apt-get install ubuntu-zfs

دبيان:

$ su -
# wget http://archive.zfsonlinux.org/debian/pool/main/z/zfsonlinux/zfsonlinux_2٪7Ewheezy_all.deb
# dpkg -i zfsonlinux_2 ~ wheezy_all.deb
# apt-get update
# apt-get install debian-zfs

RHEL / CentOS:

$ sudo yum localinstall --nogpgcheck http://archive.zfsonlinux.org/epel/zfs-release-1-3.el6.noarch.rpm
$ سودو yum تثبيت zfs

إذا كان لديك بعض التوزيعات الأخرى ، فاطلع على zfsonlinux.org وانقر على توزيعك ضمن قائمة "الحزم" للحصول على إرشادات حول كيفية تثبيت ZFS.

بينما نواصل هذا الدليل ، سنستخدم أوبونتو لأن هذا الخيار هو الخيار رقم 1 بالنسبة لمستخدمي نظام التشغيل Linux. يجب أن تظل قادرًا على المتابعة مهما كانت ، لأن أوامر ZFS لن تتغير عبر التوزيعات المختلفة.

يستغرق التثبيت بعض الوقت ، ولكن بمجرد الانتهاء ، قم بتشغيل $ sudo zfs list للتأكد من تثبيته بشكل صحيح. يجب أن تحصل على إخراج مثل هذا:

نحن نستخدم تثبيتًا جديدًا لخادم Ubuntu في الوقت الحالي ، مع محرك أقراص ثابت واحد فقط.

تكوين ZFS

والآن ، لنفترض أننا وضعنا ستة محركات أقراص ثابتة في جهاز الكمبيوتر الخاص بنا.

$ sudo fdisk -l | grep خطأ سوف تظهر لنا محركات الأقراص الصلبة الستة التي قمنا بتثبيتها للتو. وهي غير قابلة للاستخدام حاليًا نظرًا لأنها لا تحتوي على أي نوع من أنواع جداول الأقسام.

كما ذكرنا سابقاً ، أحد الأشياء الجيدة حول ZFS هو أننا لسنا بحاجة إلى إزعاج الأجزاء (على الرغم من أنك تستطيع ذلك إذا أردت). لنبدأ بأخذ ثلاثة من الأقراص الثابتة ووضعها في مستودع تخزين عن طريق تشغيل الأمر التالي:

$ sudo zpool create -f geek1 / dev / sdb / dev / sdc / dev / sdd

خلق zpool هو الأمر المستخدم لإنشاء تجمع تخزين جديد, -F يتجاوز أي أخطاء تحدث (مثل إذا كان القرص (الأقراص) يحتوي بالفعل على معلومات عليه), geek1 هو اسم مستودع التخزين ، و / dev / sdb / dev / sdc / dev / sdd هي محركات الأقراص الصلبة التي نضعها في البركة.

بعد قيامك بإنشاء تجمع ، يجب أن تتمكن من رؤيته باستخدام مدافع الأمر أو قائمة sudo zfs:

كما ترى ، تم بالفعل تحميل / geek1 وهو جاهز للاستخدام.

إذا كنت تريد معرفة أي ثلاثة أقراص قمت بتحديدها لمجموعتك ، يمكنك تشغيلها حالة sudo zpool:

ما قمنا به حتى الآن هو إنشاء تجمع ديناميكي بسعة 9 تيرابايت (فعال ، RAID 0). في حال لم تكن على دراية بما يعنيه ذلك ، تخيل أننا أنشأنا ملف 3 كيلوبايت على / geek1. 1 كيلو بايت سوف تذهب تلقائيا إلى sdb ، 1 كيلوبايت إلى sdc ، و 1 كيلوبايت إلى sdd. ثم عندما نذهب لقراءة ملف 3 كيلوبايت ، فإن كل قرص صلب يقدم 1 كيلوبايت بالنسبة لنا ، ويجمع بين سرعة محركات الأقراص الثلاثة. هذا يجعل كتابة البيانات والقراءة بسرعة ، ولكن يعني أيضًا أن لدينا نقطة فشل واحدة. إذا فشل أحد محركات الأقراص الثابتة ، فسنفقد ملف 3 كيلوبايت.

إذا افترضنا أن حماية بياناتك أكثر أهمية من الوصول إليها بسرعة ، فلنلقِ نظرة على الإعدادات الشائعة الأخرى. أولاً ، سنقوم بحذف zpool الذي أنشأناه حتى نتمكن من استخدام هذه الأقراص في إعداد أكثر تكرارًا:

$ sudo zpool تدمير geek1

بام ، ذهب زبول لدينا. هذه المرة ، دعونا نستخدم الأقراص الثلاثة الخاصة بنا لإنشاء تجمع RAID-Z. RAID-Z هو في الأساس نسخة محسنة من RAID 5 ، لأنه يتجنب "ثقب الكتابة" باستخدام النسخ عند الكتابة. يتطلب RAID-Z ثلاثة محركات أقراص ثابتة كحد أدنى ، وهو نوع من التنازلات بين RAID 0 و RAID 1. وفي تجمع RAID-Z ، ستستمر في الحصول على سرعة مستوى الشريط على مستوى الكتلة ولكن سيكون لديك أيضًا تماثل توزيع. إذا تم القضاء على قرص واحد في تجمع الخاص بك ، ببساطة استبدال هذا القرص و ZFS تلقائياً إعادة بناء البيانات استناداً إلى معلومات تماثل من الأقراص الأخرى. لفقدان كل المعلومات في مستودع التخزين الخاص بك ، يجب أن يموت قرصان. لجعل الأشياء أكثر تكرارًا ، يمكنك استخدام RAID 6 (RAID-Z2 في حالة ZFS) ولديك تعادل مزدوج.

لإنجاز هذا ، يمكننا استخدام نفس الشيء خلق zpool الأمر كما كان من قبل ولكن حدد raidz بعد اسم البركة:

$ sudo zpool create -f geek1 raidz / dev / sdb / dev / sdc / dev / sdd

كما ترى, مدافع -h تبين أن مجموعتنا من 9 تيرابايت قد تم تقليصها الآن إلى 6 تيرابايت ، حيث يتم استخدام 3 تيرابايت للحصول على معلومات التكافؤ. مع ال وضع zpool الأمر ، نرى أن تجمعنا هو نفسه في الغالب كما كان من قبل ، ولكنه يستخدم RAID-Z الآن.

لإظهار مدى سهولة إضافة المزيد من الأقراص إلى مستودع التخزين الخاص بنا ، دعنا نضيف الأقراص الثلاثة الأخرى (9 تيرابايت) إلى مستودع تخزين geek1 كتكوين RAID-Z آخر:

$ sudo zpool add -f geek1 raidz / dev / sde / dev / sdf / dev / sdg

ينتهي بنا الأمر مع:

الملحمة تواصل ...

بالكاد قمنا بكشط سطح ZFS وقدراته ، ولكن باستخدام ما تعلمته في هذه المقالة ، يجب أن تكون قادرًا الآن على إنشاء مجموعات تخزين متكررة من بياناتك. تحقق معنا مرة أخرى للاطلاع على المقالات المستقبلية حول ZFS ، والاطلاع على صفحات الرجل ، والبحث حول أدلة الكشد اللانهائية ومقاطع الفيديو على Youtube التي تغطي وظائف ZFS.