Что такое zfs ubuntu
ZFS on Linux: вести с полей 2017
Проект ZFS on Linux изначально был создан для портирования существующего кода из Solaris. После закрытия его исходного кода совместно с сообществом OpenZFS проект продолжил разработку ZFS для Linux. Код может быть собран как в составе ядра, так и в виде модуля.
Сейчас пользователь может создать пул с последней совместимой с Solaris версией 28, а также с приоритетной для OpenZFS версией 5000, после которого началось применение feature flags (функциональные флаги). Они позволяют создавать пулы, которые будут поддерживаться в FreeBSD, пост-Sun Solaris ОС, Linux и OSX вне зависимости от различий реализаций.
В 2016 году был преодолён последний рубеж, сдерживавший ZFS на Linux — многие дистрибутивы включили его в штатные репозитории, а проект Proxmox уже включает его в базовую поставку. Ура, товарищи!
Рассмотрим как наиболее важные отличия, так и подводные камни, которые есть в настоящее время в версии ZFS on Linux 0.6.5.10.
Начинать знакомство с ZFS стоит с изучения особенностей CopyOnWrite (CoW) файловых систем — при изменении блока данных старый блок не изменяется, а создается новый. Переводя на русский — происходит копирование при записи. Данный подход накладывает отпечаток на производительности, зато даёт возможность хранить всю историю изменения данных.
CoW подход в ZFS даёт огромные возможности: эта ФС не может иметь некорректного состояния, т.к. в случае проблем с последней транзакцией (например при отключении питания) будет использована последняя корректная.
Также сразу стоит отметить, что для всех данных считается контрольная сумма, что также оставляет свой отпечаток на производительности, но даёт гарантию целостности данных.
Кратко о главных преимуществах ZFS для вашей системы.
Структура.
В ZFS структура хранилища выглядит следующим образом:
В пуле может быть неограниченное количество vdev, что позволяет создать пул из двух и более mirror, RAID-Z или других сочетаний. Также доступны классические RAID10 и т.д.
Типы массивов:
Stripe — обычный RAID0.
Mirror — RAID1 на манер ZFS — реплицируются только занятые блоки, забудьте о синхронизации пустого места.
RAID-Z — создавался как замена RAID5-6, но имеет большие отличия:
— каждый блок данных — аналог отдельного массива (с динамической длинной);
— отсутствует проблема write hole;
— при ребилде создаются только данные (т.е. риск сбоя в этот момент уменьшается). Также в тестовой ветке уже находятся улучшения, которые дополнительно ускорят этот процесс.
Рекомендуется использовать RAID-Z2 (аналог RAID6). При создании RAID-Z стоит обязательно изучить эту статью, основные нюансы:
— IOPS равен самому медленному диску (создавайте RAID-Z с наименьшим количеством дисков);
— эффективность утилизации места увеличивается при бОльшем количестве дисков в массиве (требуется задать корректный recordsize, см. ссылку выше);
— в существующий массив RAID-Z нельзя добавить ещё один диск (пока), но можно заменить диски на более ёмкие. Эта проблема решается созданием нескольких массивов в рамках одного vdev.
dRAID (в разработке) — базируется на наработках RAID-Z, но при сбое позволяет задействовать на чтение-запись все диски массива.
ARC — умное кеширование в ZFS.
CoW ухудшает производительность. Для сглаживания ситуации был создан adaptive replacement cache (ARC). Его основная особенность в проработанных эвристиках для исключения вымывания кеша, в то время как обычный page cache в Linux к этому очень чувствителен.
Бонусом к ARC существует возможность создать быстрый носитель со следующим уровнем кеша — L2ARC. При необходимости он подключается на быстрые SSD и позволяет заметно улучшить IOPS HDD дисков. L2ARC является аналогом bcache со своими особенностями.
L2ARC стоит использовать только после увеличения ОЗУ на максимально возможный объём.
Также существует возможность вынести запись журнала — ZIL, что позволит значительно ускорить операции записи.
Дополнительные возможности.
Компрессия — с появлением LZ4 позволяет увеличить скорость IO за счёт небольшой нагрузки на процессор. Нагрузка настолько мала, что включение данной опции уже является повсеместной рекомендацией. Также есть возможность воспользоваться другими алгоритмами (для бекапов прекрасно подходит gzip).
Дедупликация — особенности: процесс дедупликации производится синхронно при записи, не требует дополнительной нагрузки, основное требование —
5гб на каждый 1 тб. В ОЗУ хранится т.н. Dedup table (DDT), при недостатке ОЗУ каждая операция записи будет упираться в IO носителя (DDT будет читаться каждый раз с него).
Рекомендуется использовать только на часто повторяющихся данных. В большинстве случаев накладные расходы не оправданы, лучше включить LZ4 компрессию.
Снапшоты — в силу архитектуры ZFS абсолютно не влияют на производительность, в рамках данной статьи на них останавливаться не будем. Отмечу только прекрасную утилиту zfs-auto-snapshot, которая создаёт их автоматически в заданные интервалы времени. На производительности не отражается.
Шифрование (в разработке) — будет встроенным, разрабатывается с учётом всех недостатков реализации от Oracle, а также позволит штатными send/receive и scrub отправлять и проверять данные на целостность без ключа.
Основные рекомендации (TL;DR):
— Заранее продумайте геометрию массива, в настоящий момент ZFS не умеет уменьшаться, а также расширять существующие массивы (можно добавлять новые или менять диски на более объёмные);
— используйте сжатие:
compression=lz4
— храните расширенные атрибуты правильно, по умолчанию хранятся в виде скрытых файлов (только для Linux):
xattr=sa
— отключайте atime:
atime=off
— выставляйте нужный размер блока (recordsize), файлы меньше recordsize будут записываться в уменьшенный блок, файлы больше recordsize будут записывать конец файла в блок с размером recordsize (при recordsize=1M файл размером 1.5мб будет записан как 2 блока по 1мб, в то время как файл 0.5мб будет записан в блок размером 0.5мб). Больше — лучше для компрессии:
recordsize=128K
— ограничьте максимальный размер ARC (для исключения проблем с количеством ОЗУ):
echo «options zfs zfs_arc_max=половина_ОЗУ_в_байтах» >> /etc/modprobe.d/zfs.conf
echo половина_ОЗУ_в_байтах >> /sys/module/zfs/parameters/zfs_arc_max
— дедупликацию используйте только по явной необходимости;
— по возможности используйте ECC память;
— большинство SSD врёт системе о размере блока, для перестраховки контролируйте его (параметр ashift). Ссылка на список исключений для SSD в коде ZFS.
Важные моменты:
— многие свойства действуют только на новые данные, к примеру при включении сжатия оно не применится к уже существующим данным. В дальнейшем возможно создание программы, применяющей свойства автоматически. Обходится простым копированием.
— консольные команды ZFS не запрашивают подтверждение, при выполнении destroy будьте бдительны!
— ZFS не любит заполнение пула на 100%, как и все другие CoW ФС, после 80% возможно замедление работы без должной настройки.
— требуется правильно выставлять размер блока, иначе производительность приложений может быть неоптимальна (примеры — Mysql, PostrgeSQL, torrents).
— делайте бекапы на любой ФС!
В настоящий момент ZFS on Linux уже является стабильным продуктом, но плотная интеграция в существующие дистрибутивы будет проходить ещё некоторое время.
ZFS — прекрасная система, от которой очень сложно отказаться после знакомства. Она не является универсальным средством, но в нише программных RAID массивов уже заняла своё место.
Я, gmelikov, состою в проекте ZFS on Linux и готов с радостью ответить на любые вопросы!
Отдельно хочу пригласить к участию, всегда рады issues и PR, а также готовы помочь вам в наших mailing lists.
Update (12.02.2018): Добавлена информация про ashift SSD дисков.
Файловая система ZFS
В одной из предыдущих статей мы рассматривали файловую систему Btrfs. В нашей сегодняшней статье мы остановимся на ZFS, эти файловые системы похожи по своему применению и назначению, но имеют некоторые отличия. Мы рассмотрим как установить эту файловую систему в вашем дистрибутиве, настроить ее и использовать для решения повседневных задач.
Что такое ZFS?
Файловая система ZFS имеет обычные для таких файловых систем возможности. Это просто огромный размер одного раздела, и размер файла, поддерживается возможность хранения файлов на нескольких устройствах, проверка контрольных сумм для данных и шифрование на лету, а также запись новых данных в режиме COW, когда данные не переписываются, а пишутся в новое место, что позволяет делать мгновенные снапшоты.
Возможности очень похожи на Btrfs, но есть кое-какие отличия. В Btrfs можно посмотреть все файлы, измененные с момента последнего снапшота. Второе отличие, это отсутствие в Btrfs логических блоков zvol.
Установка ZFS
В последних версиях Ubuntu файловая система ZFS была добавлена в официальный репозиторий и в установочный диск. Поэтому для того, чтобы ее установить будет достаточно выполнить несколько команд:
В других дистрибутивах. например, CentOS или Fedora ситуация немного сложнее, сначала вам придется добавить официальный репозиторий, а затем установка zfs и самого набора утилит и модулей ядра:
sudo yum install http://download.zfsonlinux.org/epel/zfs-release.el7_3.noarch.rpm
$ sudo yum install zfs
Затем осталось включить загрузить модуль ядра с поддержкой этой файловой системы:
Теперь файловая система установлена и готова к использованию. Дальше нам нужно выбрать разделы и создать на них файловые системы. Для настройки zfs используется утилита zpool, но для начала давайте рассмотрим ее синтаксис и возможности. Файловая система может быть расположена на нескольких разделах или жестких дисках, поэтому на уровне ядра формируется общий пул (куча), а к нему уже подключаются разделы. Тут можно провести аналогию с группой томов LVM.
Команда zpool
Это основной инструмент управления разделами и функциональными возможностями ZFS, поэтому вам важно его освоить. Общий синтаксис команды достаточно прост, но у нее есть множество подкоманд, которые имеют свой синтаксис и параметры:
$ zpool команда параметры опции устройства
Как я уже сказал, параметры и опции для каждой команды свои, а в качестве устройства может указываться пул или физический раздел на жестком диске. Теперь рассмотрим основные команды и их предназначение, чтобы вы могли немного ориентироваться, а более детальные параметры разберем уже на примерах:
Это были все основные опции команды, которые мы будем использовать. Теперь рассмотрим примеры настройки zfs и управления разделами.
Как пользоваться ZFS
Настройка ZFS не очень сильно отличается от Btrfs, все базовые действия выполняются очень просто, вы сами в этом убедитесь.
Создание файловой системы
Сначала посмотрим есть ли уже созданные пулы ZFS. Для этого выполните такую команду:
Если вы устанавливаете эту файловую систему в первый раз, то здесь будет пустой список. Теперь создадим пул на основе существующего раздела, мы будем использовать раздел /dev/sda6
Хотя вы можете использовать не только раздел, а целый диск. Теперь смотрим еще раз список пулов:
Затем смотрим состояние нашего пула с помощью команды status, здесь выводится больше подробной информации. Если у вас есть несколько дисков, вы можете настроить RAID массив, чтобы данные хранились не на одном разделе, а синхронно копировались на несколько, это может в несколько раз увеличить производительность.
sudo zpool create pool0 zraid /dev/sda /dev/sdb /dev/sdc
Обратите внимание, что диски должны иметь одинаковый раздел. Если вам не нужен RAID, вы можете настроить обычное зеркалирование на второй диск. Это увеличивает надежность хранения данных:
sudo zpool create pool0 mirror sda sdb
Теперь данные будут писаться на оба диска. Такую же вещь можно проделать с разделами, но здесь нет смысла, поскольку если жесткий диск накроется, то данные вы потеряете, а прироста производительности не увидите. Вы можете использовать даже файлы, для создания файловых систем.
Вы можете добавить новый жесткий диск или раздел к пулу:
sudo zpool attach pool0 /dev/sdd
Или удалить устройство из пула:
sudo zpool detach pool0 /dev/sdd
Чтобы удалить пул используйте команду destroy:
sudo zpool destroy pool0
Для проверки раздела на ошибки используйте команду scrub:
sudo zpool scrub pool0
Статистику использования пула можно посмотреть с помощью команды iostat:
sudo zpool iostat pool0
Файловые системы ZFS
Теперь нужно создать файловые системы на только что созданном пуле. Создадим три файловые системы, data, files и media. Для этого используется команда zfs:
sudo zfs create pool0/data
$ sudo zfs create pool0/files
$ sudo zfs create pool0/media
Файловые системы готовы, дальше рассмотрим монтирование zfs.
Монтирование ZFS
Точка монтирования для пула и для каждой созданной в нем файловой системы создается в корневом каталоге. Например, в нашем случае точки монтирования выглядят так:
Или можно использовать такую команду:
Чтобы размонтировать файловую систему для одного из созданных разделов используйте команду zfs umount:
sudo zfs umount /pool0/data
Затем можно ее обратно примонтировать:
sudo zfs mount pool0/data
Параметры файловой системы
Кроме всего прочего, вы можете настроить различные параметры файловой системы ZFS, например, можно изменить точку монтирования или способ сжатия. Вы можете посмотреть все текущие параметры для файловой системы или пула с помощью команды:
sudo zfs get all pool0/files
Сначала включим сжатие:
sudo zfs set compression=gzip pool0/files
Затем отключим проверку контрольных сумм:
sudo zfs set checksum=off pool0/files
Смотрим точку монтирования:
sudo zfs get mountpoint pool0/files
Затем установим свою:
sudo zfs set mountpoint=/mnt pool0/files
Теперь раздел будет монтироваться в /mnt, настройки можно изменить для каждого из разделов.
Снимки состояния ZFS
Снапшоты zfs или снимки состояния могут использоваться восстановления данных. Благодаря особенностям файловой системы снимки можно создавать мгновенно. Для создания снимка просто наберите:
sudo zfs snapshot pool0/files pool0/files@shot1
Для восстановления используйте:
sudo zfs rollback pool0/files@shot1
Посмотреть список снимков вы можете командой:
А удалить ненужный снимок:
sudo zfs destory pool0/files@shot1
Выводы
В этой статье мы рассмотрели как работает файловая система zfs, как выполняется настройка zfs и как ее использовать. Это очень перспективная файловая система, с огромным набором функций, которая способна сравняться, а в некоторых областях и обойти Btrfs. Надеюсь, эта информация была полезной для вас, если у вас остались вопросы, спрашивайте в комментариях!
Что такое ZFS? И почему люди от неё без ума?
Сейчас мы обсудим ZFS, продвинутую файловою систему. Мы обсудим как она появилась, что из себя представляет, и почему так популярна в технических кругах и предприятиях.
Хотя я из США, я предпочитаю произносить ZedFS вместо ZeeFS, потому что это звучит круче. Вы же можете выбрать вариант произношения для себя.
Заметка: В этой статье вы увидите, что ZFS повторяется очень много раз. Когда я буду говорить об особенностях и установке, я имею в виду OpenZFS. Пути ZFS (разработанная Oracle) и OpenZFS разошлись, с того момента как Oracle закрыла проект OpenSolaris. (Подробнее дальше в статье.)
История ZFS
Файловая система Z (ZFS) была создана Меттью Ареном и Джефом Бонвиком в 2001. ZFS была разработана, для того чтобы стать следующим поколением файловых систем OpenSolaris от Sun Microsystems. В 2008 ZFS была портирована на FreeBSD. В этом же году началось портирование ZFS на Linux. Однако, с того момента как ZFS начала выпускаться под лицензией CDDL, которая несовместима с GNU GPL, она не может быть добавлена к ядру Linux. Что бы обойти это ограничение, большинство дистрибутивов предлагают методы установки ZFS.
В скоре после того, как Oracle купила Sun Microsystems, код OpenSolaris стал закрыт. Вся последующая разработка ZFS стала закрытой тоже. Большое количество разработчиков ZFS разочаровалось из-за таких изменений. Две трети важных разработчиков ZFS, включая Аренса и Бонвика, покинули Oracle вследствие этого решения. Они присоединились к другим компаниям и создали проект OpenZFS в сентябре 2013. Проект возглавил открытую разработку ZFS.
Вернемся же к проблеме с лицензиями упомянутой выше. С того момента как OpenZFS отделился от Oracle, кому-то может быть интересно, почему они не изменили лицензию совместимую с GPL, так, чтобы включить файловую систему в ядро Linux. Согласно сайту OpenZFS, изменение лицензии влечёт за собой контакт разработчиков которые вносили изменения в релиз OpenZFS (включая тех, кто начал этот проект и код ZFS до OpenSolaris) и получить их разрешение. Это уже почти невозможно (возможно кто-то из них уже умер или их не так легко найти), они решили оставить все как есть.
Что такое ZFS? Чем она особенна?
Как я сказал ранее, ZFS это продвинутая файловая система. Как таковая, она имеет некоторые интересные особенности. Такие, как:
Объединённое хранилище
В отличие от других файловых систем, ZFS совмещает возможности файловой системы и менеджера дисков. Это означает что ZFS может создать файловую систему охватив все диски. Но не только это, можно также добавить хранилище в систему дисков. ZFS займется разделением и форматированием дисков.
Copy-on-write
Copy-on-write это другая интересная особенность. Но большинстве файловых систем, если информация перезаписана, она утрачена навсегда. В ZFS новая информация записывается в отдельный блок. Как только запись завершена, метаданные файловой системы обновляются к точке новой информации. Это гарантирует что если файловая система сломается (или случится что-либо подобное) во время записи, старая информация будет фиксирована. Это означает что системе не нужно запускать fsck после сбоя.
Снапшоты
Copy-on-write приводит к другой интересной вещи в ZFS: снапшоты. ZFS использует снимки, для того чтобы следить за изменениями в файловой системе. Снимок хранит оригинальную версию файловой системы и текущую, в которой все изменения с момента создания снимка. Никакого дополнительного места не используется. Как только новая информация записывается в текущую файловую систему, новые блоки распределяются для её хранения. Если же файл был удален, упоминание о нём из снимка исчезает. Снимки разработаны для слежки за изменениями, но не являются дополнением и не создают файлов.
Снимки могут быть смонтированы в формате read-only для восстановления старой версии файла. Также можно откатить систему к предыдущему снимку. Все изменения сделанные после снимка будут утрачены.
Проверка цельности информации и автоматическая починка
Всякий раз когда новая информация записывается в ZFS, создается чек-сумма (контрольная сумма) для этой информации. Когда информация прочитана, чек-сумма подтверждается. Если чек-суммы не совпадают, ZFS замечает ошибку и попытается её исправить.
RAID-Z
ZFS может поднять RAID без вспомогательного софта. Не удивительно, что ZFS предоставляет свою реализацию RAID: RAID-Z. RAID-Z это по сути вариация RAID-5. Тем не менее RAID-Z разработан так, что бы превзойти RAID-5 в плане ошибки, «все данные и информация о контроле по чётности становится несовместимой после непредвиденной перезагрузки.» Чтобы использовать базовый уровень (RAID-Z1) вам необходимо минимум два диска для хранения и один для контроля по чётности. RAID-Z2 нужно как минимум два диска для хранения и два для контроля по чётности. RAID-Z3 требует два диска для хранения и три для контроля по чётности. Как только диски добавлены к группам RAID-Z они должны быть кратны двум.
Огромные возможности хранилища
Когда ZFS была создана, она была спроектирована, чтобы стать лучшей в своем роде. Во время когда большинство файловых систем были 64-битными, создатели ZFS решили сделать её 128-битной, для будущего подтверждения этого. Это означает, что ZFS предоставляет емкость 16 миллионов миллионов 32 или 64-битных систем. К тому же, Джеф Бонвик (один из создателей) сказал что энергоснабжение полностью заполненного 128-битного пула памяти будет буквально требовать больше энергии чем для вскипания океанов.
Как установить ZFS
Если вы хотите использовать ZFS из коробки, то необходимо установить либо FreeBSD, либо ОС, которая использует illumos-ядро. Illumos это форк ядра OpenSolaris.
На самом деле, поддержка ZFS и для ZFS это главный аспект, почему некоторые опытные пользователи Linux останавливают свой выбор на BSD.
Если вы хотите использовать ZFS на Linux, вы сможете её использовать как файловую систему только для хранения. Насколько мне известно, никакой из дистрибутивов не даёт возможности установить ZFS, так, чтобы она работала сразу. Если вы заинтересованы и хотите попробовать, есть проект ZFS on Linux, который предоставляет несколько туториалов.
Напоследок
В этой статье я рассказал о плюсах ZFS. И сейчас о маленькой проблеме. Использование RAID-Z может дорого обойтись из-за количества дисков нужных для него.
А вы когда-то использовали ZFS? И как она вам? Расскажите об этом в комментариях.
Разбираемся с ZFS
Содержание статьи
В мире *nix-систем все более популярными становятся файловые системы ZFS и Btrfs. Популярность эта вполне заслуженна — в отличие от своих предшественников, они лишены некоторых проблем и имеют множество неоспоримых достоинств. А не так давно им присвоен статус стабильных. Все это и побудило написать данную статью.
WARNING!
Некоторые описываемые здесь команды способны необратимо уничтожить твои данные. Трижды проверяй введенное, прежде чем нажимать Enter.
Пожалуй, прежде чем перейти к практике, нужно дать некоторые пояснения, что собой представляют файловые системы нового поколения. Начну с ZFS. Эта ФС была разработана для Solaris и в настоящее время, поскольку Oracle закрыла исходный код, форкнута в версию OpenZFS. В дальнейшем под ZFS будет подразумеваться именно форк. Вот лишь некоторые из ключевых особенностей ZFS:
Btrfs начала разрабатываться в пику ZFS компанией Oracle — еще до покупки Sun. Я не буду описывать ее особенности — они в ZFS и Btrfs, в общем-то, схожи. Отличия же от ZFS таковы:
Далее будет описана как установка ZFSonLinux, так и некоторые интересные сценарии использования ZFS и Btrfs.
Знакомство с ZFSonLinux
Для установки ZFSonLinux потребуется 64-разрядный процессор (можно и 32, но разработчики не обещают стабильности работы в таком случае) и, соответственно, 64-разрядный дистрибутив с ядром не ниже 2.6.26 — я использовал Ubuntu 13.10. Памяти тоже должно быть достаточно — не менее 2 Гб. Предполагается, что основные пакеты, необходимые для сборки и компиляции модулей и ядра, уже установлены. Накатываем дополнительные пакеты и качаем нужные тарболлы:
Распаковываем оба архива, но сперва собираем SPL — слой совместимости с Solaris, а уж затем собственно ZFS. Отмечу, что, поскольку мы ставим свежайшую версию ZFSonLinux, DKMS (механизм, позволяющий автоматически перестраивать текущие модули ядра с драйверами устройств после обновления версии ядра) недоступен, и в случае обновления ядра придется собирать пакеты заново вручную.
Прежде чем компилировать ZFS, нужно поставить хидеры, заодно поставим и остальные свежесобранные пакеты:
Наконец, собираем и ставим ZFS:
Установку ZFS можно считать завершенной.
Установка нужных для компиляции ZFS пакетов
Linux для хакера
Перенос корневой ФС на ZFS с шифрованием и созданием RAIDZ
Предположим, ты хочешь получить безопасную, зашифрованную, но в то же время отказоустойчивую файловую систему. В случае с классическими ФС старого поколения тебе пришлось бы выбирать между шифрованием и отказоустойчивостью, поскольку эти вещи несколько несовместимы. В ZFS, однако, существует возможность «склеить» их между собой. Современная проприетарная реализация этой ФС поддерживает шифрование. Открытая реализация с версией пула 28 это не поддерживает — но ничто не мешает с помощью cryptsetup создать том (или несколько томов) LUKS и уже поверх них разворачивать пул. Что до отказоустойчивости ZFS, поддерживается создание мультидисковых массивов. Технология эта называется RAIDZ. Различные ее варианты позволяют пережить отказ от одного до трех дисков, и она, в силу некоторых особенностей ZFS, свободна от одного из фундаментальных недостатков традиционных stripe + parity RAID-массивов — write hole (ситуация с RAID 5 / RAID 6, когда при активных операциях записи и отключении питания данные на дисках в итоге отличаются).
Шифрование замедляет работу с данными. Не стоит его использовать на старых компьютерах.
Конечно, проще всего, если у тебя не стоит никакой системы — в этом случае заморачиваться придется меньше. Но живем мы не в идеальном мире, поэтому расскажу о том, как перенести уже установленную систему без раздела /boot на массив RAIDZ поверх томов LUKS.
и создадим файловую систему (ext3) на разделе поменьше:
Разумеется, в твоем случае идентификаторы жестких дисков будут другими. Вслед за этим нужно зашифровать раздел, на котором будет находиться том LUKS, и повторить эту процедуру для всех остальных разделов, на которых в конечном счете будет находиться массив RAIDZ:
Чтобы не запутаться, рекомендую использовать один и тот же пароль. Но если твоя паранойя против — ничто не мешает использовать разные.
Подключаем зашифрованные тома:
Следом создаем две вложенные друг в друга файловые системы:
Отмонтируем все файловые системы ZFS и устанавливаем некоторые свойства ФС и пула:
Наконец, экспортируем пул:
# zpool export zroot
ZFS c RAIDZ поверх криптотома, подмонтированная в качестве корневой ФС 
Список снапшотов ZFS
Перенос и конфигурация системы
Сначала копируем каталог /boot на нешифрованный раздел, чтобы следом установить туда загрузчик:
Монтируем и перегенерируем конфиг grub:
Пришло время клонировать Ubuntu. Весь процесс клонирования описан в полной версии статьи, которую можно найти на сайте ][, здесь же затрону некоторые тонкости, относящиеся к ZFS. Для нормальной загрузки с пула ZFS нужны некоторые скрипты initramfs. К счастью, изобретать их не нужно — они лежат на GitHub. Скачиваем репозиторий (все действия производим в chroot):
Раздел /boot должен быть подмонтирован.
Затем нужно добавить пункт меню в grub. По причине достаточно хитрой конфигурации (еще бы: три криптотома, поверх которых расположена не совсем типичная для Linux файловая система) в chroot это сделать не получилось, поэтому выходим из него в основную (пока еще) систему и добавляем примерно такие строчки:
Содержимое initramfs для поддержки ZFS
Тюнинг ZFS и полезные трюки c Btrfs
В большинстве случаев домашние пользователи не настраивают свои ФС. Однако параметры по умолчанию ZFS отнюдь не всегда подходят для применения в домашних условиях. Существуют также довольно интересные возможности, использование которых требует определенных навыков работы с данной файловой системой. Далее я опишу как тонкую подстройку ZFS под домашние нужды, так и эти возможности.
В случае же использования Btrfs никаких особых проблем не наблюдается. Тем не менее какие-то тонкости все же имеют место — в особенности если есть желание не просто «поставить и забыть», а задействовать новые возможности. О некоторых из них я и расскажу ниже.
Отключение изменения времени доступа к файлам и оптимизация для SSD-накопителей
В Btrfs, помимо вышеупомянутой опции noatime, имеется опция ssd и более оптимизирующая ssd_spread. Первая из них начиная с ядра 2.6.31, как правило, устанавливается автоматически, вторая предназначена для дешевых SSD-накопителей (ускоряет их работу).
ZFS — дублирование файлов
Более того, если двух копий покажется недостаточно, можно указать цифру 3. В этом случае выполняется тройное резервирование и, если откажут два жестких диска из трех, на которых лежат эти копии, ZFS все равно восстановит их.
Отключение автомонтирования в ZFS
Сжатие данных
ZFS поддерживает также и сжатие данных. На шифрованных томах это имеет смысл разве что для увеличения энтропии (и то не факт), но вообще для медленных носителей сжатие позволяет повысить производительность и может достаточно ощутимо сэкономить место на диске. В то же время сейчас, когда емкость винчестеров уже измеряется терабайтами, экономить место вряд ли кому-то особо нужно, а на производительности и расходе оперативной памяти это сказывается больше. Если же тебе это нужно, включить его можно следующим образом:
Автоматическое создание снапшотов в ZFS
Как известно, ZFS позволяет создавать снапшоты. Ручками, однако, их создавать лениво, да и есть вероятность попросту забыть об этом. В Solaris для автоматизации этой процедуры имеется служба Time Slider, но она — вот незадача! — хоть и использует функции ZFS, в ее состав не входит, поэтому в ZFSonLinux ее нет. Но огорчаться не стоит: имеется скрипт для автоматического их создания и для Linux. Скачаем его и установим нужные права:
Первый параметр нужен для скрипта, второй же открывает прямой доступ к снапшотам, что тоже нужно для скрипта.
Теперь можно уже создавать скрипт для cron ( /etc/cron.daily/autosnap ). Рассмотрим случай, когда нужно создавать снапшоты каждый день и хранить их в течение месяца:
ZFS — комплексный пример
Ниже будут приведены команды, создающие несколько ФС в пуле для разных целей и демонстрирующие гибкость ZFS.
Дефрагментация Btrfs
Дефрагментация в Btrfs не столь уж необходима, но в отдельных случаях позволяет освободить занятое пространство. Она может быть проведена только на смонтированной системе. Замечу, что доступ к данным во время дефрагментации сохраняется — как на чтение, так и на запись. Для запуска процедуры дефрагментации используй следующую команду:
На старых ядрах эта процедура удаляла все COW-копии, такие как снапшоты и дедуплицированные данные, так что, если ты их используешь на ядрах старше 2.6.37, дефрагментация тебе только навредит.
RAID на Btrfs
Как и в случае с ZFS, Btrfs поддерживает многотомные массивы, но в отличие от ZFS называются они классически. На данный момент, однако, поддерживаются только RAID 0, RAID 1 и их комбинация, RAID 5 по-прежнему на этапе альфа-тестирования. Для создания нового массива RAID 10 попросту используй такую команду (с твоими устройствами):
Ну а если нужно сконвертировать существующую ФС в RAID, то и для этого есть команды:
Первая команда добавляет устройства к файловой системе, вторая же как раз и перебалансирует все данные и метаданные для преобразования этого набора томов в массив RAID 10.
Снапшоты Btrfs
Естественно, Btrfs поддерживает снапшоты — причем помимо обычных снапшотов доступны снапшоты с возможностью записи (более того, они и создаются по умолчанию). Для создания снапшотов используется следующая команда:
Подробнее о создании снапшотов, как ручном, так и автоматическом, можно прочитать в статье «Подушка безопасности», опубликованной в апрельском номере ][ за 2013 год. Здесь же я расскажу, как при наличии снапшота отследить, какие файлы изменились с момента его создания. Для этого в Btrfs есть так называемое поколение файлов. Возможность эта используется для внутренних целей, но есть команда, позволяющая смотреть список последних изменений — ею и воспользуемся. Сначала узнаем текущее поколение файлов:
Если такого поколения нет (в чем можно практически не сомневаться), выведется последнее. Теперь эту же самую команду выполним над снапшотом:
Если поколения будут отличаться, а они будут, то смотрим, какие же файлы изменялись со времени создания снапшота. В моем случае команда была следующей:
Список последних измененных файлов в Btrfs 
Btrfs: состояние свежесконвертированного массива RAID 10
NILFS2 — еще одна файловая система с поддержкой COW
Начиная с ядра 2.6.30 в Linux появилась поддержка еще одной ФС — NILFS2. Аббревиатура эта расшифровывается как new implementation of a log-structured file system. Основная особенность данной ФС заключается в том, что раз в несколько секунд в ней автоматически создаются чек-пойнты — примерный аналог снапшотов с одним отличием: спустя какое-то время они удаляются сборщиком мусора. Пользователь, тем не менее, может преобразовать как чек-пойнт в снапшот, в результате чего для сборщика мусора он становится невидимым, так и наоборот. Таким образом, NILFS2 можно рассматривать как своеобразную «Википедию», где фиксируются любые изменения. Из-за этой особенности — писать любые новые данные не поверх существующих, а в новые блоки — она прекрасно подходит для SSD-накопителей, где, как известно, перезапись данных не приветствуется.
Да, NILFS2 не настолько известна, как ZFS или Btrfs. Но в некоторых случаях ее применение будет более оправданным.
Заключение
Может быть, я покажусь субъективным, но ZFS, если ее сравнивать с Btrfs, выигрывает. Во-первых, некоторые возможности Btrfs до сих пор находятся в зачаточном состоянии, несмотря на то, что ей уже более пяти лет. Во-вторых, ZFS, при прочих равных условиях, более обкатана. И в-третьих, как просто инструментов для работы с ZFS, так и ее возможностей больше.
С другой стороны, как бы ни была хороша ZFS, по лицензионным соображениям она вряд ли когда-нибудь будет включена в mainline kernel. Так что, если не появится какой-нибудь еще конкурент, придется пользоваться Btrfs.
Facebook и Btrfs
В ноябре 2013 года лидер команды разработчиков Btrfs Крис Мейсон перешел на работу в Facebook. Это же сделал и Джозеф Бацик, мейнтейнер ветки btrfs-next. Они вошли в состав отдела компании, специализирующегося на низкоуровневых разработках, где и занимаются ныне ядром Linux — в частности, работают над Btrfs. Разработчики заявили также, что Facebook заинтересована в развитии Btrfs, так что причин волноваться у сообщества нет решительно никаких.