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Merge pull request #10286 from wxy/20180909-What-is-ZFS--Why-People-Use-ZFS---Explained-for-Beginners]
PRF&PUB:20180909 What is ZFS Why People Use ZFS Explained for Beginners]
This commit is contained in:
commit
f61618ee79
@ -3,23 +3,23 @@
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![ZFS filesystem][9]
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今天,我们来谈论一下 ZFS,一个高级文件系统。我们将讨论 ZFS 从何而来,它是什么,以及为什么它在科技界和企业界如此受欢迎。
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今天,我们来谈论一下 ZFS,一个先进的文件系统。我们将讨论 ZFS 从何而来,它是什么,以及为什么它在科技界和企业界如此受欢迎。
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虽然我是一个美国人,但我更喜欢读成 ZedFS 而不是 ZeeFS,因为前者听起来更酷一些。你可以根据你的个人喜好来发音。
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注意:在这篇文章中,你将会看到很多次 ZFS。当我在谈论特性和安装的时候,我所指的是 OpenZFS 。自从 Oracle 公司放弃 OpenSolaris 项目之后,ZFS(由 Oracle 公司开发)和 OpenZFS 已经走向了不同的发展道路。
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> 注意:在这篇文章中,你将会看到 ZFS 被提到很多次。当我在谈论特性和安装的时候,我所指的是 OpenZFS 。自从<ruby>甲骨文<rt>Oracle</rt></ruby>公司放弃 OpenSolaris 项目之后,ZFS(由甲骨文公司开发)和 OpenZFS 已经走向了不同的发展道路。(后面详述)
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### ZFS 的历史
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Z 文件系统(ZFS)是在 2001 年由 [Matthew Ahrens 和 Jeff Bonwick][1] 开发的。ZFS 是作为 Sun 公司的[<ruby>微系统<rt>MicroSystem</rt></ruby>][2] [OpenSolaris][3] 的下一代文件系统而设计的。在 2008 年,ZFS 被移植到了 FreeBSD 。同一年,一个新的项目也开始了:[ZFS to Linux][4] 。然而,由于 ZFS 是[通用开发和发布许可证(CDDL)][5]许可的,它和 [GNU 通用公共许可证][6] 不兼容,因此不能将它迁移到 Linux 内核中。为了解决这个问题,绝大多数 Linux 发行版提供了一些方法来安装 ZFS 。
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<ruby>Z 文件系统<rt>Z File System</rt></ruby>(ZFS)是由 [Matthew Ahrens 和 Jeff Bonwick][1] 在 2001 年开发的。ZFS 是作为[<ruby>太阳微系统<rt>Sun MicroSystem</rt></ruby>][2] 公司的 [OpenSolaris][3] 的下一代文件系统而设计的。在 2008 年,ZFS 被移植到了 FreeBSD 。同一年,一个移植 [ZFS 到 Linux][4] 的项目也启动了。然而,由于 ZFS 是<ruby>[通用开发和发布许可证][5]<rt>Common Development and Distribution License</rt></ruby>(CDDL)许可的,它和 [GNU 通用公共许可证][6] 不兼容,因此不能将它迁移到 Linux 内核中。为了解决这个问题,绝大多数 Linux 发行版提供了一些方法来安装 ZFS 。
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在 Oracle 公司收购 Sun 公司之后不久,微系统 OpenSolaris 就闭源了,这使得 ZFS 的最新开发也闭源了。许多 ZFS 开发者对这件事情非常不开心。[三分之二的 ZFS 核心开发者][1],包括 Ahrens 和 Bonwick,因为这个决定而离开了 Oracle 公司。他们加入其他公司,并于 2013 年 9 月创立了 [OpenZFS][7] 这一项目。该项目引领着 ZFS 的开源开发。
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在甲骨文公司收购太阳微系统公司之后不久,OpenSolaris 就闭源了,这使得 ZFS 的之后的开发也变成闭源的了。许多 ZFS 开发者对这件事情非常不满。[三分之二的 ZFS 核心开发者][1],包括 Ahrens 和 Bonwick,因为这个决定而离开了甲骨文公司。他们加入了其它公司,并于 2013 年 9 月创立了 [OpenZFS][7] 这一项目。该项目引领着 ZFS 的开源开发。
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让我们回到上面提到的许可证问题上。既然 OpenZFS 项目已经和 Oracle 公司分离开了,有人可能好奇他们为什么不使用和 GPL 兼容的许可证,这样就可以把它加入到 Linux 内核中了。根据 [OpenZFS 官网][8] 的介绍,更改许可证需要联系所有为当前 OpenZFS 实现贡献过代码的人(包括初始公共 ZFS 代码以及 OpenSolaris 代码),并得到他们的许可才行。这几乎是不可能的(因为一些贡献者可能已经去世了或者很难找到),因此他们决定保留原来的许可证。
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让我们回到上面提到的许可证问题上。既然 OpenZFS 项目已经和 Oracle 公司分离开了,有人可能好奇他们为什么不使用和 GPL 兼容的许可证,这样就可以把它加入到 Linux 内核中了。根据 [OpenZFS 官网][8] 的介绍,更改许可证需要联系所有为当前 OpenZFS 实现贡献过代码的人(包括初始的公共 ZFS 代码以及 OpenSolaris 代码),并得到他们的许可才行。这几乎是不可能的(因为一些贡献者可能已经去世了或者很难找到),因此他们决定保留原来的许可证。
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### ZFS 是什么,它有什么特性?
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正如前面所说过的,ZFS 是一个高级文件系统。因此,它有一些有趣的[特性][10]。比如:
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正如前面所说过的,ZFS 是一个先进的文件系统。因此,它有一些有趣的[特性][10]。比如:
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* 存储池
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* 写时拷贝
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@ -27,28 +27,27 @@ Z 文件系统(ZFS)是在 2001 年由 [Matthew Ahrens 和 Jeff Bonwick][1]
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* 数据完整性验证和自动修复
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* RAID-Z
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* 最大单个文件大小为 16 EB(1 EB = 1024 PB)
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* 最大 256 万亿的四次方 ZB(1 ZB = 1024 EB)的存储
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* 最大 256 千万亿(256*10^15 )的 ZB(1 ZB = 1024 EB)的存储
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让我们来深入了解一下其中一些特性。
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#### 存储池
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与大多数文件系统不同,ZFS 结合了文件系统和卷管理器的特性。这意味着,它与其他文件系统不同,ZFS 可以创建跨域一系列硬盘或池的文件系统。不仅如此,你还可以通过添加硬盘来增大池的存储容量。ZFS 可以进行[分区和格式化][11]。
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与大多数文件系统不同,ZFS 结合了文件系统和卷管理器的特性。这意味着,它与其他文件系统不同,ZFS 可以创建跨越一系列硬盘或池的文件系统。不仅如此,你还可以通过添加硬盘来增大池的存储容量。ZFS 可以进行[分区和格式化][11]。
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![Pooled storage in ZFS][12]
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*ZFS 存储池*
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#### 写时拷贝
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[<ruby>写时拷贝<rt>Copy-on-write</rt></ruby>][13]是另一个有趣并且很酷的特性。在大多数文件系统上,当数据被重写时,它将永久丢失。而在 ZFS 中,新数据会写到不同的块。写完成之后,更新文件系统元数据信息,使之指向新的数据块(LCTT 译注:更新之后,原数据块成为磁盘上的垃圾,需要有对应的垃圾回收机制)。这确保了如果在写新数据的时候系统崩溃(或者发生其它事,比如突然断电),那么原数据将会保存下来。这也意味着,在系统发生崩溃之后,不需要运行 [fsck][14] 来检查和修复文件系统。
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<ruby>[写时拷贝][13]<rt>Copy-on-write</rt></ruby>是另一个有趣并且很酷的特性。在大多数文件系统上,当数据被重写时,它将永久丢失。而在 ZFS 中,新数据会写到不同的块。写完成之后,更新文件系统元数据信息,使之指向新的数据块(LCTT 译注:更新之后,原数据块成为磁盘上的垃圾,需要有对应的垃圾回收机制)。这确保了如果在写新数据的时候系统崩溃(或者发生其它事,比如突然断电),那么原数据将会保存下来。这也意味着,在系统发生崩溃之后,不需要运行 [fsck][14] 来检查和修复文件系统。
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#### 快照
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写时拷贝使得 ZFS 有了另一个特性:<ruby>快照<rt>snapshots</rt></ruby>。ZFS 使用快照来跟踪文件系统中的更改。[快照][13]包含文件系统的原始版本(文件系统的一个只读版本),实时文件系统则包含了自从快照创建之后的任何更改。没有使用额外的空间。因为新数据将会写到实时文件系统新分配的块上。如果一个文件被删除了,那么它在快照中的索引也会被删除。所以,快照主要是用来跟踪文件的更改,而不是文件的增加和创建。
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快照可以挂载成只读的,以用来恢复一个文件的过去版本。实时系统也可以回滚到之前的快照。回滚之后,自从快照创建之后的所有更改将会丢失。
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快照可以挂载成只读的,以用来恢复一个文件的过去版本。实时文件系统也可以回滚到之前的快照。回滚之后,自从快照创建之后的所有更改将会丢失。
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#### 数据完整性验证和自动修复
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@ -56,11 +55,11 @@ Z 文件系统(ZFS)是在 2001 年由 [Matthew Ahrens 和 Jeff Bonwick][1]
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#### RAID-Z
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ZFS 不需要任何额外软件或硬件就可以处理 RAID(磁盘阵列)。毫无奇怪,因为 ZFS 有自己的 RAID 实现:RAID-Z 。RAID-Z 是 RAID-5 的一个变种,不过它克服了 RAID-5 的写漏洞:意外重启之后,数据和校验信息会变得不同步(LCTT 译注:RAID-5 的 stripe 在正写数据时,如果这时候电源中断,那么奇偶校验数据将跟该部分数据不同步,因此前边的写无效;RAID-Z 用了 “variable-width RAID stripes” 技术,因此所有的写都是 full-stripe writes)。为了使用基本级别的 [RAID-Z][15](RAID-Z1),你需要至少三块磁盘,其中两块用来存储数据,另外一块用来存储[奇偶校验信息][16]。而RAID-Z2 需要至少两块磁盘存储数据以及两块磁盘存储校验信息。RAID-Z3 需要至少两块磁盘存储数据以及三块磁盘存储校验信息。另外,只能向 RAID-Z 池中加入偶数倍的磁盘,而不能是奇数倍的。
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ZFS 不需要任何额外软件或硬件就可以处理 RAID(磁盘阵列)。毫不奇怪,因为 ZFS 有自己的 RAID 实现:RAID-Z 。RAID-Z 是 RAID-5 的一个变种,不过它克服了 RAID-5 的写漏洞:意外重启之后,数据和校验信息会变得不同步(LCTT 译注:RAID-5 的条带在正写入数据时,如果这时候电源中断,那么奇偶校验数据将跟该部分数据不同步,因此前边的写无效;RAID-Z 用了 “可变宽的 RAID 条带” 技术,因此所有的写都是全条带写入)。为了使用[基本级别的 RAID-Z][15](RAID-Z1),你需要至少三块磁盘,其中两块用来存储数据,另外一块用来存储[奇偶校验信息][16]。而 RAID-Z2 需要至少两块磁盘存储数据以及两块磁盘存储校验信息。RAID-Z3 需要至少两块磁盘存储数据以及三块磁盘存储校验信息。另外,只能向 RAID-Z 池中加入偶数倍的磁盘,而不能是奇数倍的。
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#### 巨大的存储潜力
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创建 ZFS 的时候,它就被设计成了[最后一个文件系统][17] 。那时候,大多数文件系统都是 64 位的,ZFS 的创建者决定直接跳到 128 位,等到将来再来证明这是对的。这意味着 ZFS 的容量大小是 32 位或 64 位文件系统的 160 亿亿倍。事实上,Jeff Bonwick(其中一个创建者)说:“完全填满一个 128 位的存储池所需要的[能量][18],从字面上讲,比煮沸海洋需要的还多。”
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创建 ZFS 的时候,它是作为[最后一个文件系统][17]而设计的 。那时候,大多数文件系统都是 64 位的,ZFS 的创建者决定直接跳到 128 位,等到将来再来证明这是对的。这意味着 ZFS 的容量大小是 32 位或 64 位文件系统的 1600 亿亿倍。事实上,Jeff Bonwick(其中一个创建者)说:“完全填满一个 128 位的存储池所需要的[能量][18],从字面上讲,比煮沸海洋需要的还多。”
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### 如何安装 ZFS?
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@ -85,7 +84,7 @@ via: https://itsfoss.com/what-is-zfs/
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作者:[John Paul][a]
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选题:[lujun9972](https://github.com/lujun9972)
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译者:[ucasFL](https://github.com/ucasFL)
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校对:[校对者ID](https://github.com/校对者ID)
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校对:[wxy](https://github.com/wxy)
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本文由 [LCTT](https://github.com/LCTT/TranslateProject) 原创编译,[Linux中国](https://linux.cn/) 荣誉推出
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