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ZFS und die Zukunft der Dateisysteme - zPools und RAID-Z

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Seite 2: zPools und RAID-Z

Anlegen eines zPools

Nahezu alle Dateisysteme sind mehr oder weniger an die verwendete Hardware gebunden bzw. gewissen Einschränkungen unterworfen, die sich daraus ergeben. Bei ZFS ist das anders. Hier können Festplatten oder Partitionen nicht nur einzeln verwaltet werden, sondern es werden sogenannte Pools, in diesem Fall zPools, erstellt. Eine theoretisch beliebige (264) Anzahl an Festplatten kann zu einem zPool zusammengefasst werden. So lässt sich eine 1000 GB und eine 500 GB fassende Festplatte zu einem 1,5-TB-zPool zusammenführen. Verwendet werden können aber nicht nur Festplatten, sondern beliebige Volumes, also auch USB-Sticks, SSDs, etc. pp. Diese zPools sind ebenfalls sehr dynamisch zu verwalten und lassen sich zu einem beliebigen Zeitpunkt in ihrer Größe ändern. Reichen die 1,5 TB des bisherigen zPools nicht aus, kann einfach eine weitere 1 TB Festplatte angehängt werden und der zPool erweitert sich auf 2,5 TB.

Soweit so gut - nun kann ein erstes File-System unter ZFS angelegt werden, wobei der Begriff "File-System" nicht mit dem eigentlichen Dateisystem verwechselt werden darf. Der ZFS formatierte zPool ist bereits vorhanden und die Dateiverwaltung findet auf Basis von ZFS statt, doch der Anwender kann in einem zPool virtuelle Laufwerke anlegen. Per Default wird der komplette zPool als "Tank"-Volume angelegt und kann ab sofort verwendet werden.

RAID-Z

Wem diese eindimensionale Dateispeicherung zu unsicher ist, dem stehen zudem RAID-Fähigkeiten zur Verfügung. Wie bei einem üblichen RAID auch, wird durch Festlegung der Anzahl der Festplatten über die Redundanz entschieden. Kommen zwei Festplatten zum Einsatz, stehen dem Anwender das übliche RAID0 und RAID1 zur Verfügung. Ab dem Einsatz von drei Festplatten kommen dann noch weitere Optionen hinzu. RAID-Z1 entspricht in etwa dem RAID5. Es vereint die Performance von RAID0 und die Sicherheit von RAID1 durch ein Parity-Bit. Wer vier Festplatten einsetzt, der kann seine Daten auch einem RAID-Z2 anvertrauen. Dies entspricht einem RAID6 mit zwei Parity-Bits. Ab einer weiteren Festplatte steht auch RAID-Z3 zur Verfügung, bei dem drei Parity-Bits vorhanden sind und die Sicherheit nochmals deutlich erhöht.

Vielen Soft- und Hardware-Controllern für den RAID-Betrieb ist es nicht möglich unterschiedlich große Festplatten zu verwenden. Auch hier arbeitet ZFS deutlich flexibler. So können drei Festplatten mit Größen von 500 GB, 1 TB und 2 TB in einem RAID-Z verwendet werden. Im RAID-Z1 würde dies einer maximal verwendbaren Volume-Größe von 1 TB (2x 500 GB + 1 TB Parity) entsprechen. Wird die 500-GB-Festplatte durch ein Modell mit einer Kapazität von 1 TB ausgetauscht, erhöht sich das nutzbare Volume auf 2 TB (2x 1 TB + 2 TB Parity). Dies alles kann geschehen, ohne dass das RAID neu aufgebaut werden muss. Das ZFS baut die Dateistrukturen selbstständig neu um, ohne Zutun des Anwenders.