Linux и все, все, все... Статьи и колонки в LinuxFormat, 2006-2013

Если вас привлекли достоинства ZFS и не устрашили её «железные» аппетиты, самое время опробовать её в деле. Что потребует знакомства с некоторыми специфическими понятиями.

Терминология

Центральным понятием ZFS является пул хранения данных [zpool]. В него может объединяться несколько физических устройств хранения – дисков или дисковых разделов, причём первый вариант рекомендуется. Но не запрещено и создание пула из одного диска или его раздела.

Каждый пул состоит из одного или нескольких виртуальных устройств [vdev]. В качестве таковых могут выступать устройства без избыточности (то есть всё те же диски и/или их разделы), или устройства с избыточностью – зеркала и массивы типа RAID-Z.

Зеркальное устройство [mirror] – виртуальное устройство, хранящее на двух или более физических устройствах, но при чётном их количестве, идентичные копии данных на случай отказа диска,

RAID-Z – виртуальное устройство на нескольких устройств физических, предназначенное для хранения данных и их контрольных сумм с однократным или двойным контролем чётности. В первом случае теоретически требуется не менее двух, во втором – не менее трёх физических устройств.

Если пул образован устройствами без избыточности (просто дисками или разделами), то одно из vdev, соответствующее ему целиком, выступает в качестве корневого устройства. Пул из устройств с избыточностью может содержать более одного корневого устройства – например, два зеркала.

Пулы, образованные виртуальными устройствами, служат вместилищем для наборов данных [dataset]. Они бывают следующих видов:

файловая система [filesystem] – набор данных, смонтированный в определённой точке и ведущий себя подобно любой другой файловой системе;

снапшот [snalishot] – моментальный снимок текущего состояния файловой системы, доступный только для чтения;

клон [clone] – точная копия файловой системы в момент его создания; создаётся на основе снимка, но, в отличие от него, доступен для записи;

том [volume] – набор данных, эмулирующий физическое устройство, например, раздел подкачки.

Наборы данных пула должны носить уникальные имена такого вида:

Пулы и наборы данных в именуются по правилам пространства имён ZFS, впрочем, довольно простым. Запрещёнными символами для всех являются символы подчёркивания, дефиса, двоеточия, точки и процента. Имя пула при этом обязательно должно начинаться с алфавитного символа и не совпадать с одним из зарезервированных имён – log, mirror, raidz или spare (последнее обозначает имя устройства «горячего» резерва). Все остальные имена, в соответствие с демократическими традициями пространства имён ZFS, разрешены.

А вот об именах физических устройств, включаемых в пул, следует сказать особо.

Модели именования устройств

В современном Linux’е использование для накопителей имён «верхнего уровня», имеющих вид /dev/sda, не является обязательным, а в некоторых случаях и просто нежелательно. Однако правила менеджера устройств udev позволяют определять и другие модели идентификации накопителей. В частности, штатными средствами дисковой разметки openSUSE предусмотрены варианты идентификации по:

метке тома (/dev/disk/by-label);

идентификатору диска (/dev/disk/by-id);

пути к дисковому устройству (/dev/disk/by-path);

универсальному уникальному идентификатору, Universally Unique IDentifier (/dev/disk/by-uuid).

А с полным списком вариантов идентификации блочных устройств можно ознакомиться, просмотрев имена подкаталогов в каталоге

, их содержимое – это символические ссылки на имена «верхнего уровня».

С идентификацией по метке тома и по UUID, вероятно, знакомо большинство читателей. И к тому же в пространстве имён ZFS они не используются. А вот с идентификацией by-path и by-id нужно познакомиться поближе.

Модель именования by-path использует имена устройств, привязанные к их положению на шине PCI и включающие номер шины и канала на ней. Имя дискового устройства выглядит примерно так:

Дисковые разделы маркируются добавлением к имени устройства суффикса part#. Модель именования by-path идентифицирует устройства вполне однозначно, и особенно эффективна при наличии более чем одного дискового контроллера. Однако сами имена и устройств, и разделов описываются довольно сложной для восприятия последовательностью. Да и в большинстве «десктопных» ситуаций модель эта избыточна.

Модель идентификации by-id представляет имена носителей информации в форме, наиболее доступной для человеческого понимания. Они образованы из названия интерфейса, имени производителя, номера модели, серийного номера устройства и, при необходимости, номера раздела, например:

Таким образом, все компоненты имени устройства в модели by-id определяются не условиями его подключения или какими-то правилам, а задаются производителем и жестко прошиты в «железе». И потому эта модель является наиболее однозначной для именования устройств. А также, что немаловажно, строится по понятной человеку логике. Не случайно именно она принята по умолчанию в инсталляторе openSUSE.

Какую из моделей именования устройств выбрать для данного пула – зависит от его назначения и масштабов. Имена «верхнего уровня» целесообразно применять для однодисковых пулов (особенно если в машине второго диска нет и не предвидится, как обычно бывает в ноутбуках). Они же, по причине простоты и удобопонятности, рекомендуются для экспериментальных и разрабатываемых пулов. И очень не рекомендуются – во всех остальных случаях, так как зависят от условий подключения накопителей.

Этого недостатка лишена модель by-id: как пишет Брайан, при её использовании «диски можно отключить, случайно смешать и подключить опять произвольным образом – и пул будет по-прежнему корректно работать». Как недостаток её рассматривается сложность конфигурирования больших пулов с избыточностью. И потому она рекомендуется для применения в «десктопных» и «квартирных» (типа семейного сервера) условиях.

Для больших (более 10 устройств) пулов из дисков, подключённых к нескольким контроллерам, рекомендуется идентификация by-path. Однако в наших целях она громоздка и избыточна.

Наконец, ZFS on Linux предлагает и собственную модель идентификации – /dev/disk/zpool, в котором именам by-path ставятся в соответствие уникальные и осмысленные «человекочитаемые» имена, даваемые пользователем. Модель эта рекомендуется для очень больших пулов, каковых на настольной машине ожидать трудно.

Так что дальше я буду использовать имена «верхнего уровня», говоря об абстрактных или экспериментальных ситуациях, и об именах by-id, когда речь зайдёт о практических примерах применения ZFS.

Включение поддержки ZFS

Для практического использования ZFS on Linux перво-наперво необходимо обеспечить её поддержку в вашем дистрибутиве – ибо по причинам, описанным в предыдущей статье, сама собой она не поддержится ни в одном Linux’е.

Как это сделать, зависит от дистрибутива. В Сети можно найти подробные инструкции для Ubuntu и Gentoo, которые легко распространяются на клоны обеих систем. Не столько инструкции, сколько руководства к самостоятельному действию имеются на сайте проекта ZFS on Linux для абстрактных RPM- и Deb-based дистрибутивов. Я же расскажу о том, как это делается в openSUSE релизов 12.1 и 12.2.