Kommentar von Heiko Wüst, Nexenta Systems

Neun Gründe, die für das OpenStorage-Dateisystem ZFS sprechen

| Autor / Redakteur: Heiko Wüst / Nico Litzel

5. Flexibilität eines Speicherpools statt Volume-Manager und Partitionierung

Traditionelle Dateisysteme organisieren Festplatten in Partitionen und Volumes. Diese sind vergleichsweise starr. Es ist eine ermüdende Aufgabe für Administratoren, Systeme nachts und am Wochenende zu erweitern und Partitionen jedes Mal zu ändern, wenn der Speicher erweitert oder neu organisiert wird. ZFS geht einen anderen Weg. Es bietet eine neue Art der Abstraktion, genannt Storagepool. Der Storagepool kombiniert alle Festplatten zu einer Einheit.

Diesen elastischen Storagepool und die darin enthaltenen dynamischen „logischen“ Partitionen zu verwalten, ist deutlich einfacher, als sich an den physischen Datenträgern zu orientieren.

Das ermöglicht es Administratoren, Festplatten ganz nach Bedarf zum Storagepool und den Dateisystemen hinzuzufügen und bei laufenden Systemen Speicherplatz zu schaffen, wenn er benötigt wird. Das unterstützt unter anderem auch das „Thin Provisioning“ von Speicherplatz in virtuellen Umgebungen.

6. RAID-Z in der Software statt proprietäre Hardware RAID Controller

Herkömmliche Storage-Systeme benötigen RAID-Controller und Volume Manager. Damit verbunden sind Fehlerquellen, wie Bugs in der RAID Controller Firmware oder im Volume Manager, ebenso wie defekte Controller Hardware. Bei ZFS ist eine RAID-Funktionalität dagegen in der Software bereits verankert. RAID-Z (oder RAID-Z1) ähnelt RAID-5 und bietet einfache Parität, aber es benötigt kein NVRAM dank „Copy-on-Write“. RAID-Z2 bietet die gleiche Redundanz wie RAID-6 (zweifache Parität), RAID-Z3 sogar dreifache Parität.

Dreifache Parität wird mit den aktuell verfügbaren Vier-Terabyte-Festplatten und zukünftig noch größeren Festplatten immer wichtiger. Denn mit zunehmender Festplattengröße steigt die Wiederherstellungszeit bei einem Plattenausfall und damit das Risiko weiterer Ausfälle während dieses Vorgangs. Erkannte Fehler heilt ZFS automatisch, indem es den fehlerhaften Block durch eine konsistente Kopie ersetzt. Ein weiterer Vorteil: Raid-Z kann zwischen belegten und freien Blöcken unterscheiden. Bei der Wiederherstellung muss das System also nur den belegten Speicherplatz rekonstruieren, was Zeit spart.

Hier zeigt sich auch, dass ZFS über das bisherige Verständnis eines Dateisystems hinausgeht. Denn herkömmliche Storage-Architekturen zur Verwaltung des Speichers bestehen aus drei voneinander unabhängigen Komponenten: Storage-Management, Volume-Management und Dateisystem. Jede dieser drei Ebenen birgt die Gefahr, dass Daten korrumpiert werden. Da die Ebenen unabhängig arbeiten, kann die jeweils andere Ebene diese Datenkorruption nicht erkennen. So kann das Dateisystem, welches auf einen defekten Datenblock auf der Festplatte zugreift, diesen Defekt nicht feststellen. Er wird erst von der Applikation registriert, die den Datenblock nicht einlesen kann. ZFS dagegen integriert den Volume Manager und RAID-Controller in das Dateisystem und bringt so drei unabhängige Ebenen unter einen Hut, um Datenintegrität zu garantieren.

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