ZFS
ZFS non è di certo nuovo sul mercato ma è tra i filesystem più versatili che si possano incontrare.
La prima versione uscì nel novembre del 2004 su OpenSolaris ma da allora sono cambiate molte cose.
Tra le caratteristiche più interessanti di ZFS troviamo:
- capacità;
- copy-on-write;
- snapshot;
- compressione;
- deduplica.
La compressione e la deduplica a mio avviso lo rendono il filesystem perfetto per grosse quantità di dati (archivi, backup, ecc).
Mani in pasta
Vediamo come installare OpenZFS su una macchina basata su RHEL8.
# source /etc/os-release
# dnf install epel-release -y
# dnf install https://zfsonlinux.org/epel/zfs-release-2-2$(rpm --eval "%{dist}").noarch.rpm
# dnf install kernel-devel zfs -y
# dnf update -y
Per essere sicuri di caricare i moduli nel kernel all’avvio basta
# sh -c "echo zfs> /etc/modules-load.d/zfs.conf"
# reboot
Zpool e volumi
In ZFS abbiamo due oggetti con i quali familiarizzare: i zpool e i volumi.
Uno zpool è composto da uno o più dischi (hard drive) ed è paragonabile al volume group di LVM con la grande differenza di essere utilizzabile fin da subito.
Un volume è contenuto all’interno di un zpool (ne eredita le configurazioni) e permette di impostare delle soglie (quote) e cosa ancora più interessante permette di essere formattato con il filesystem che più ci piace (xfs, ext4, ecc).
Livelli di ridondanza
ZFS permette di avere un RAID software a livello di zpool definendo quelle che sono le caratteristiche di ridondanza e altra affidabilità.
RAID-0 è scontato; con 3 dischi da 4TB otteniamo un zpool da 12TB ma in caso di guasto anche di un solo disco i dati sono persi.
RAID-1 funziona con almeno 2 dischi e abbiamo una replica di tutti i dati su tutti i dischi; esempio 2 dischi da 4TB fanno un zpool da 4TB con i file duplicati. In caso di guasto di un disco i dati saranno ancora disponibili.
RAID-10 è la fusione tra RAID-0 e RAID-1 ovvero con un set di 4 dischi da 4TB ottieni un zpool da 4TB con velocità in lettura/scrittura migliori ai precedenti (minimo 4 hard drive).
RAIDZ-1 è uguale a un canonico RAID 5, con un minimo 3 dischi, duplica i dischi come un RAID-1, ma usa una suddivisione dei dati a livello di blocco, distribuendo i dati di parità uniformemente tra tutti i dischi che lo compongono. Con 3 dischi da 4TB ottieni un zpool da 8TB.
RAIDZ-2 fa una replica dei dati come RAID-1, ma usa una divisione a livello di blocchi con i dati di parità distribuiti due volte tra tutti i dischi. Con 4 dischi da 4TB ottieni un zpool da 8TB.
Nella pratica
Dopo aver installato tutto il necessario e aver riavviato la vostra istanza con pochi semplici passi avrete a disposizione tutti i vantaggi di ZFS.
Con l’aiuto di Terraform avviamo una nuova istanza:
resource "hcloud_ssh_key" "userkey" {
name = "Marvin Pascale"
public_key = file("~/.ssh/id_rsa.pub")
}
resource "hcloud_server" "rocky" {
name = "nodo1"
image = "rocky-8"
server_type = "cx11"
backups = false
location = "nbg1"
user_data = file("kickstart_centos.sh")
ssh_keys = [hcloud_ssh_key.userkey.name]
}
resource "hcloud_volume_attachment" "rocky" {
volume_id = hcloud_volume.rocky.id
server_id = hcloud_server.rocky.id
automount = false
}
resource "hcloud_volume" "rocky" {
name = "dataDisk"
size = 20
location = "nbg1"
}
output "Public_IP" {
value = "${hcloud_server.rocky.ipv4_address}"
}
Se tutto va per il meglio dovremmo avere una istanza con un disco di boot e un disco /dev/sdb pronto per essere utilizzato.
A questo punto, dopo esserci connessi in ssh, eseguiamo i passi descritti nel paragrafo relativo all’installazione.
Creiamo il nostro zpool
# zpool create data sdb
se non diversamente speficifato ZFS monterà il nostro zpool in /data (che è anche il nome del pool).
# df -hT
Filesystem Type Size Used Avail Use% Mounted on
devtmpfs devtmpfs 867M 0 867M 0% /dev
tmpfs tmpfs 885M 0 885M 0% /dev/shm
tmpfs tmpfs 885M 17M 869M 2% /run
tmpfs tmpfs 885M 0 885M 0% /sys/fs/cgroup
/dev/sda1 ext4 19G 1.6G 17G 9% /
/dev/sda14 vfat 64M 5.8M 59M 9% /boot/efi
tmpfs tmpfs 177M 0 177M 0% /run/user/0
data zfs 19G 128K 19G 1% /data
Il pool è subito utilizzabile ma se fosse necessario possiamo creare dei volumi e formattarli diversamente. Questo è utile in quelle situazioni in cui il filesystem è un requisito di un software (es: MongoDB consiglia caldamente di utilizzare xfs).
Ipotizziamo di voler creare un volume da 5GB (mongo) e volerlo formattare in xfs.
# zfs create -V 5gb data/mongo
# mkfs.xfs /dev/data/mongo
# mkdir /mnt/mongo && mount /dev/data/mongo /mnt/mongo
# df -hT
Filesystem Type Size Used Avail Use% Mounted on
devtmpfs devtmpfs 867M 0 867M 0% /dev
tmpfs tmpfs 885M 0 885M 0% /dev/shm
tmpfs tmpfs 885M 17M 869M 2% /run
tmpfs tmpfs 885M 0 885M 0% /sys/fs/cgroup
/dev/sda1 ext4 19G 1.6G 17G 9% /
/dev/sda14 vfat 64M 5.8M 59M 9% /boot/efi
tmpfs tmpfs 177M 0 177M 0% /run/user/0
data zfs 14G 128K 14G 1% /data
/dev/zd0 xfs 5.0G 68M 5.0G 2% /mnt/mongo
I volumi sono legati allo zpool di appartenenza e ne ereditano i settaggi.
Se volessimo attivare compressione in zstandard e deduplica :
# zfs set compression=zstd data
# zfs set dedup=on data
# zdb -b data
Traversing all blocks to verify nothing leaked ...
loading concrete vdev 0, metaslab 38 of 39 ...
No leaks (block sum matches space maps exactly)
bp count: 1414
ganged count: 0
bp logical: 16072192 avg: 11366
bp physical: 10907136 avg: 7713 compression: 1.47
bp allocated: 11032576 avg: 7802 compression: 1.46
bp deduped: 0 ref>1: 0 deduplication: 1.00
Normal class: 11002368 used: 0.05%
additional, non-pointer bps of type 0: 30
Dittoed blocks on same vdev: 62
Se volessimo creare uno snapshot del nostro filesystem:
# zfs snapshot data/mongo@preupdate
per verificare se esistono snapshots
# zfs list -t snapshot
NAME USED AVAIL REFER MOUNTPOINT
data/mongo@preupdate 0B - 10.4M -
per fare rollback ad uno snapshot
# zfs rollback data/mongo@preupdate
per eliminare uno snapshot
# zfs destroy data/mongo@preupdate
Le opinioni in quanto tali sono opinabili e nulla ti vieta di approfondire l’argomento.
Risorse: