ArgoTech blog
Технологии

Что такое файловая система ZFS

Файловая система ZFS была разработана как надежный, масштабируемый и простой в администрировании инструмент, в связи с чем имеет ряд весомых преимуществ.



1. Масштабируемость


Главная особенность ZFS – безграничная масштабируемость. Все метаданные распределяются динамически, и необходимость в предварительном распределении индексных дескрипторов или каких-либо иных ограничениях масштабируемости файловой системы при ее создании отсутствует. Каталоги могут содержать до 248(256 триллионов) записей, при этом не существует ограничений по числу файловых систем или типу файлов.









2. Модель хранения данных по принципу пула


Для управления физическим хранением в ZFS применяется принцип пулов устройств хранения данных и полностью исключает процесс управления томами. Вместо принудительного создания виртуализированных томов ZFS объединяет разные по своим характеристикам (скорость, объем, сектор) устройства в пул устройств хранения данных. 

Пул описывает физические характеристики хранения (размещение устройств, избыточность данных и т.д.) и выступает в качестве хранилища данных для создания файловых систем. Файловые системы больше не ограничиваются отдельными устройствами, что позволяет им совместно использовать пространство в пуле.

3. Транзакционная семантика


ZFS – это транзакционная файловая система, которая обеспечивает полную защиту данных. Управление данными осуществляется с использованием семантики копирования при записи. Данные никогда не перезаписываются, и любая последовательность операций либо полностью выполняется, либо полностью игнорируется. Этот механизм обеспечивает невозможность повреждения файловой системы в результате непредвиденного отключения электропитания или полного отказа системы.



4. Сквозной контроль целостности данных


В ZFS контроль сумм для всех данных и метаданных выполняется с помощью алгоритма, который может быть выбран пользователем. Контрольные суммы ZFS сохраняются таким образом, что определенные типы сбоев, например такие, как запись целого блока в ошибочное местоположение, в результате чего данные, по которым была правильно рассчитана контрольная сумма, оказываются неверными, идентифицируются и могут быть корректно устранены. Все операции с контрольными суммами и восстановление данных осуществляются на уровне файловой системы и не сказываются на работе приложений.



5. Самовосстановление данных


ZFS предоставляет возможность самовосстановления данных. Она поддерживает пулы устройств хранения данных с различными уровнями избыточности, включая зеркальное отражение на RAID-5. При обнаружении поврежденного блока ZFS переносит правильные данные из другой резервной копии и восстанавливает данные, заменяя их качественной копией.

6. Упрощенное администрирование


ZFS осуществляет управление файловыми системами через иерархию, обеспечивающую упрощенное администрирование таких свойств, как квоты, резервируемое пространство, сжатие и точки монтирования. В этой модели центральной точкой администрирования становятся файловые системы. Это позволяет создать файловую систему для каждого пользователя, проекта, рабочего стола и т.д. Благодаря такой структуре можно более точно определить отдельные точки администрирования.