ZFS auf Linux einsetzen

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ZFS steht unter der freien Sun-eigenen CDDL Lizenz, die sich leider nicht für Distibutoren mit der GPL vereinbaren läßt. Diese Dilemma kann man als Linux-Nutzer umgehen, indem man die zfs-Pakete selber baut _(auch als DEB/RPM Pakete)_ Es ist noch anzumerken, dass die ZFS-Versionen mit der Übernahme von SUN durch Oracle ggf. auseinander laufen werden (sprich unter Linux eine kleinere ZFS-Version existiert, wie unter Solaris oder Nexenta/SmartOS/...)

Links

Homepage......................: http://zfsonlinux.org/
Dokumentation.................: http://zfsonlinux.org/docs.html 
Wikipedia.....................: http://de.wikipedia.org/wiki/ZFS_(Dateisystem)

ZFS auf Linux bauen

(hier am Beispiel von Debian - es wird aber auch für RPM-Pakete beschrieben) 

# Vorbereitung des Systems
aptitude install build-essential dkms linux-headers-$(uname -r)

# aktuelles initiales Paket installieren
# @see http://zfsonlinux.org/debian.html
mkdir /root/zfs
cd /root/zfs
wget http://archive.zfsonlinux.org/debian/pool/main/z/zfsonlinux/zfsonlinux_5_all.deb
dpkg -i zfsonlinux_5_all.deb

aptitude update
aptitude install debian-zfs
aptitude dist-upgrade

ZPool erstellen

Dies bedarf des Studiums der Manpage von [1] (wobei die Linux-Version ggf. einen älteren Version hat) Es stellt sich hierbei die Frage, welche Device-Bezeichnung man verwenden sollte. Meiner Meinung nach ist es nicht so geschickt, /dev/sda, /dev/sdb zu verwenden, da diese ggf. auch das Root-FS beinhalten könnten und ggf. Festplatten andere Bezeichnungen bekommen können (z.B. beim Umstecken der SATA-Ports)

Ich favorisiere die Namen unter /dev/disk/by-id/ata..., da diese die Festplatte eindeutig kennzeichnen. Der Nachteil ist sicherlich, die etwas lange Schreibform.

Beispiel: Nehmen wir nun mal an, wir haben folgende Inhalt in /dev/disk/by-id/ 

ls -l /dev/disk/by-id/ata* | sed s,'^.*/ata-','ata-',1 | sort | grep -v '[0-9]$'

ata-Samsung_SSD_840_EVO_250GB_S1DBNSBF316431M -> ../../sda
ata-Samsung_SSD_840_EVO_250GB_S1DBNSBF316431M-part4 -> ../../sda4   # -> zfsCacheWrite on SSD
ata-Samsung_SSD_840_EVO_250GB_S1DBNSBF316431M-part5 -> ../../sda5   # -> zfsCacheRead on SSD
ata-ST4000VN000-1H4168_Z300YR10 -> ../../sdc   # -> raidz-pool 1
ata-ST4000VN000-1H4168_Z300Z1A3 -> ../../sdg   # -> raidz-pool 1
ata-ST4000VN000-1H4168_Z300Z3SK -> ../../sdi   # -> raidz-pool 1
ata-ST4000VN000-1H4168_Z302CFMQ -> ../../sdl   # -> raidz-pool 1
ata-WDC_WD40EFRX-68WT0N0_WD-WCC4E0654079 -> ../../sdd   # -> raidz-pool 2
ata-WDC_WD40EFRX-68WT0N0_WD-WCC4E0741381 -> ../../sdh   # -> raidz-pool 2
ata-WDC_WD40EFRX-68WT0N0_WD-WCC4E0753907 -> ../../sdf   # -> raidz-pool 2
ata-WDC_WD40EFRX-68WT0N0_WD-WCC4EKKVJDSP -> ../../sdm   # -> raidz-pool 2
ata-WDC_WD60EFRX-68MYMN1_WD-WX11D2405034 -> ../../sdj   # -> raidz-pool 3
ata-WDC_WD60EFRX-68MYMN1_WD-WX11D4428361 -> ../../sde   # -> raidz-pool 3
ata-WDC_WD60EFRX-68MYMN1_WD-WX11D4440120 -> ../../sdb   # -> raidz-pool 3
ata-WDC_WD60EFRX-68MYMN1_WD-WX11D74RH68A -> ../../sdk   # -> raidz-pool 3

Nun erstellen wir drei Raid-Z (entspricht einem Raid-5) mit Namen 'zfs' wie folgt: 

zpool create zfs                                                \
    raidz                                                       \
        ata-ST4000VN000-1H4168_Z300YR10                         \
        ata-ST4000VN000-1H4168_Z300Z1A3                         \
        ata-ST4000VN000-1H4168_Z300Z3SK                         \
        ata-ST4000VN000-1H4168_Z302CFMQ                         \
    raidz                                                       \
        ata-WDC_WD40EFRX-68WT0N0_WD-WCC4E0654079                \
        ata-WDC_WD40EFRX-68WT0N0_WD-WCC4E0741381                \
        ata-WDC_WD40EFRX-68WT0N0_WD-WCC4E0753907                \
        ata-WDC_WD40EFRX-68WT0N0_WD-WCC4EKKVJDSP                \
    raidz                                                       \
        ata-WDC_WD60EFRX-68MYMN1_WD-WX11D2405034                \
        ata-WDC_WD60EFRX-68MYMN1_WD-WX11D4428361                \
        ata-WDC_WD60EFRX-68MYMN1_WD-WX11D4440120                \
        ata-WDC_WD60EFRX-68MYMN1_WD-WX11D74RH68A                \
    log                                                         \
        ata-Samsung_SSD_840_EVO_250GB_S1DBNSBF316431M-part4     \
    cache                                                       \
        ata-Samsung_SSD_840_EVO_250GB_S1DBNSBF316431M-part5

Dies wird nun durch den ZFS-Treiber direkt gemountet nach /zfs. Den Zustand des ZFS-Pools können wir uns nun anzeigen lassen mittels: 

zpool status -v zfs

  pool: zfs
 state: ONLINE
  scan: none requested
config:

	NAME                                                   STATE     READ WRITE CKSUM
	zfs                                                    ONLINE       0     0     0
	  raidz1-0                                             ONLINE       0     0     0
	    ata-ST4000VN000-1H4168_Z300YR10                    ONLINE       0     0     0
	    ata-ST4000VN000-1H4168_Z300Z1A3                    ONLINE       0     0     0
	    ata-ST4000VN000-1H4168_Z300Z3SK                    ONLINE       0     0     0
	    ata-ST4000VN000-1H4168_Z302CFMQ                    ONLINE       0     0     0
	  raidz1-1                                             ONLINE       0     0     0
	    ata-WDC_WD40EFRX-68WT0N0_WD-WCC4E0654079           ONLINE       0     0     0
	    ata-WDC_WD40EFRX-68WT0N0_WD-WCC4E0741381           ONLINE       0     0     0
	    ata-WDC_WD40EFRX-68WT0N0_WD-WCC4E0753907           ONLINE       0     0     0
	    ata-WDC_WD40EFRX-68WT0N0_WD-WCC4EKKVJDSP           ONLINE       0     0     0
	  raidz1-2                                             ONLINE       0     0     0
	    ata-WDC_WD60EFRX-68MYMN1_WD-WX11D2405034           ONLINE       0     0     0
	    ata-WDC_WD60EFRX-68MYMN1_WD-WX11D4428361           ONLINE       0     0     0
	    ata-WDC_WD60EFRX-68MYMN1_WD-WX11D4440120           ONLINE       0     0     0
	    ata-WDC_WD60EFRX-68MYMN1_WD-WX11D74RH68A           ONLINE       0     0     0
	logs
	  ata-Samsung_SSD_840_EVO_250GB_S1DBNSBF316431M-part4  ONLINE       0     0     0
	cache
	  ata-Samsung_SSD_840_EVO_250GB_S1DBNSBF316431M-part5  ONLINE       0     0     0

errors: No known data errors


Pool testen

Um zu sehen, ob die Festplatten alle in Ordnung sind, kann man zu beginn gut den Pool voll schreiben und dann das 'ZFS-Scrubbing' anwerfen (das eignet sich bei raidz oder mirror) 

# erstmal eine Datei mit zufälligen Werten von 1G erstellen
#
openssl rand 1073741824 > /tmp/rand


# temporaeres ZFS-Volume erstellen und dedub+compression ausstellen
#
zfs create              zfs/tmp
zfs set compression=off zfs/tmp
zfs set dedup=off       zfs/tmp


# nun diese Datei so oft als möglich in den Pool schreiben
#
while date >&2 +" neue Datei @ %Y-%m-%d %H:%M:%S" ; do cat /tmp/rand ; done > /zfs/tmp/rand &


# die Beobachtung starten (abbrechen, wenn die Platte voll ist)
#
zpool iostat -v zfs 10


# wenn die Platte (fast) voll ist die Kontrolle starten
#
zpool scrub zfs


# das scrubbing im Auge behalten
#
while sleep 60 ; do zpool status -v zfs ; done

# am Ende kann man das Volume wieder entfernen
#
zfs destroy zfs/tmp

reale Verzeichnisse anlegen

zfs create zfs/app
zfs create zfs/audio
zfs create zfs/home
zfs create zfs/lxc
zfs create zfs/srv
zfs create zfs/systemBackup
zfs create zfs/tv
zfs create zfs/video

# auf einigen Kompression einschalten
zfs set compress=lz4 zfs/app
zfs set compress=lz4 zfs/home
zfs set compress=lz4 zfs/lxc
zfs set compress=lz4 zfs/srv
zfs set compress=lz4 zfs/systemBackup

# auf einigen Deduplizierung anschalten (svn-Basis-Verzeichnisse / LXC-Zonen/Backup-Bereiche)
zfs set dedup=on zfs/app
zfs set dedup=on zfs/audio
zfs set dedup=on zfs/home
zfs set dedup=on zfs/lxc
zfs set dedup=on zfs/srv
zfs set dedup=on zfs/systemBackup
zfs set dedup=on zfs/video

# Abschalten, dass alle Daten durch die SSD geschoben werden
zfs set secondarycache=metadata zfs/audio
zfs set secondarycache=metadata zfs/systemBackup
zfs set secondarycache=metadata zfs/video

ZFS-Speicher begrenzen

/etc/modprobe.d/zfs.conf 

# 8GB RAM -> 128MB min + 1GB max
#options zfs zfs_arc_min=134217728 zfs_arc_max=1073741824
# 16GB RM -> 1GB min + 4GB max
#options zfs zfs_arc_min=1073741824  zfs_arc_max=4294967296
# 32GB RM -> 1GB min + 8GB max
options zfs zfs_arc_min=1073741824  zfs_arc_max=8589934592
# 400GB RAM -> 24GB min + 32GB max
#options zfs zfs_arc_min=25769803776 zfs_arc_max=34359738368
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