استوریجمعرفی فایل سیستم ZFS و قابلیتهای آن

ZFS چیست؟
سیستم فایل ZFS یک سیستم فایل جدید می باشد که انقلابی در فایل سیستم های ذخیزه سازی به وجود آورده و بطور اساسی این نوع سیستم فایل را تغییر می دهد و ویژگی ها و مزایایی که در هیچ یک از سیستم های دیگری که امروزه موجود نیستند را تغییر خواهد داد. ZFS سیستم بسیار قدرتمند، مقیاس پذیر و مدیریت آن بسیار ساده می باشد.در مقاله فایل سیستم ZFS و قابلیتهای منحصر به فرد آن سعی بر این شده تا تمامی مزایای آن در ینک نگاه بیان شود

مفهوم ZFS Pool
ZFS از مفهوم Storage Pool جهت مدیریت فیزیکی Storage استفاده میکند در ابتدا سیستم عامل جهت استفاده از یک سخت افزار بر روی تمامی دیسک امکان نوشتن را مهیا میکرد و در ادامه پشتیبانی از چند سخت افزار را جهت افزایش قابلیت Data Redundancy را به سیستم اضافه کرد. در ادامه، مفهوم Volume Manager جهت کنترل چندین دیوایس به کار گرفته شد و بعد از آن نیازی به کنترل چندین سخت افزار مجزا را حذف میکرد و مدیریت واحد را به ازای چند سخت افزار را در پنل کاربری واحدی به نمایش میگذاشت.
ZFS مدیریت Volume ها را کاملا حذف می کند. به جای اینکه مجبور شوید Volume مجازی سازی بسازید، ZFS دستگاه ها را به یک پایگاه ذخیره سازی متصل می کند. pool ذخیره سازی مشخصات فیزیکی ذخیره سازی (توانمندی دستگاه، افزونگی داده ها و غیره) را توصیف می کند و به عنوان یک پک در اختیارفایل سیستم ZFS قرار داده میشود. در این بین فایل سیستم به یک دستگاه خاص محدود نمیشود و به همه دستگاهها اجازه استفاده از فایل سیستم خود را به عنوان pool واحد خواهد داد، به همین طریق آنها می توانند فضای دیسک را با تمام سیستم های فایل در Pool به اشتراک بگذارند. شما دیگر نیازی به تعیین اندازه فایل سیستم ندارید، زیرا سیستم های فایل به طور خودکار در فضای دیسک اختصاص یافته به Pool ذخیره سازی اضافه خواهد شد. هنگامی که دیسک جدید اضافه می شود، تمام سیستم های فایل درون Pool می توانند بلافاصله از فضای دیسک اضافی بدون کار اضافی استفاده کنند. به طرق مختلف، پایگاه ذخیره سازی به طور مشابه به مانند یک سیستم عامل عمل میکند هنگامی که یک Ram حافظه به یک کامپیوتر اضافه می شود، سیستم تمامی فرایندهای افزودن Ram را به صورت خودکار انجام میدهد و در راه اندازی مجدد به همین سادگی رم شما نیز افزایش خواهد یافت.

عملکر فایل سیستم

ZFS یک سیستم فایل پیوندی است به این معنی که وضعیت سیستم فایل همواره در دیسک سازگار است. سیستم های سنتی فایل داده ها را جایگزین می کنند، به این معنی که اگر سیستم فایلی را از دست بدهد، مثلا بین زمانی که یک بلوک داده اختصاص داده می شود و هنگامی که آن را به یک پوشه متصل می شود، سیستم فایل در یک حالت متناقض باقی می ماند. از لحاظ تاریخی، این مشکل از طریق استفاده از فرمان fsck حل شده است. این دستور وظیفه بازبینی و تایید وضعیت سیستم فایل می باشد و تلاش برای رفع هر گونه تناقض در طول فرآیند این مشکل از سیستم فایل های متناقض باعث ایجاد مشکلات زیادی شده است و فرمان fsck هرگز تضمین نمیکند که همه مشکلات ممکن را حل کند.

با استفاده از سیستم فایل پردازشی، داده ها با استفاده از کپی نوشته می شود. داده ها هرگز رونویسی نمی شوند و هر دنباله ای از عملیات کاملا استفاده یا کاملا نادیده گرفته می شود. بنابراین، فایل سیستم ZFS هرگز نمی تواند از طریق از دست رفتن برق و یا کرش سیستم خراب شود. اگر چه جدید ترین داده ها نوشته های شده ممکن است از دست رفته باشند ولی سیستم فایل همیشه هماهنگ خواهد بود. بنابرین داده ها همیشه سالم خواهند بود.

بازبینی سلامت داده ها
با ZFS، تمام داده ها و ابرداده ها با استفاده از یک الگوریتم قابل انتخاب توسط کاربر تایید می شود. سیستم فایل سنتی که تأیید checksum verification را ارائه می دهد، بر اساس هر بلوک، بدون توجه به لایه مدیریت حجم و طراحی سنتی سیستم فایل انجام شده است. طراحی سنتی بدین معنی است که برخی از خرابی ها، مانند نوشتن یک بلوک کامل به مکان نادرست، می تواند داده هایی را که نادرست ولی دارای خطاهای کنترل نشده باشد، منجر شود. checksums های ZFS به گونه ای ذخیره می شوند که این خرابی ها شناسایی میشوند و می توانند با ظرافت بازیابی شوند. کلیه تاییدیه و بازیابینی اطلاعات در لایه سیستم فایل ZFS انجام می شود و برای برنامه های کاربردی کاملا شفاف خواهد بود.

علاوه بر این، ZFS اطلاعات مربوط به سلامت داده ها را فراهم می کند. ZFS از مخازن ذخیره سازی با سطوح مختلف بارگیری اطلاعات پشتیبانی می کند. هنگامی که یک بلوک داده خراب، شناسایی می شود، ZFS اطلاعات صحیح را از یک کپی دیگر بدست می آورد و اطلاعات نامناسب را تعمیر می کند و آن را با اطلاعات صحیح جایگزین می کند.

مقیاس پذیری بی نظیر
عنصر اصلی طراحی سیستم فایل ZFS مقیاس پذیری است. سیستم فایل خود 128 بیتی است و اجازه می دهد 256 quadrillion zettabytes از ذخیره سازی. تمام ابرداده ها به صورت پویا اختصاص داده می شوند، بنابراین نیازی نیست که قبل از اختصاص دادن یا مقیاس پذیری سیستم فایل ابتدا ایجاد شود. تمام الگوریتم ها با مقیاس پذیری در ذهن نوشته شده اند. راهنماها می توانند بی نهایت ورودی داشته باشند، و هیچ محدودیتی بر تعداد سیستم های فایل یا تعداد فایل هایی که می توانند در یک سیستم فایل قرار گیرند وجود ندارد.

ZFS Snapshot
snapshot یک کپی فقط خواندنی از یک سیستم فایل یا داده است. Snapshots می تواند به سرعت و به آسانی ایجاد شود. در ابتدا، Snapshot هیچ فضای دیسک اضافی را در داخل pool ذخیره نمی کنند. همانطور که داده ها در مجموعه داده های فعال تغییر می کند، Snapshot با ادامه به ارجاع داده های قدیمی، فضای دیسک را مصرف می کند. در نتیجه، Snapshot ، از دسترسی داده ها به Pool جلوگیری می کند.

مدیریت آسان

مهمتر از همه، ZFS مدل مدیریت بسیار ساده ای را ارائه می دهد. ZFS از طریق استفاده از یک سیستم فایل سلسله مراتبی، ارث بری و مدیریت اتوماتیک به اشتراک گذاری NFS، ایجاد و مدیریت سیستم های فایل را بدون نیاز به دستورات متعدد و یا فایل های پیکربندی ویرایش آسان می کند. شما می توانید به راحتی تنظیم و یا زمانبندی، فشرده سازی را فعال یا غیر فعال کنید. و در هر لحظه امکان گرفتن Snapshot میسر می باشد.

از اینکه این مقاله (فایل سیستم ZFS و قابلیتهای منحصر به فرد آن) را مطالعه کردید تشکر میکنیم و از شما خواهش میکنیم که آنرا با دوستان خود به اشتراک بگذارید.