ZFS 是什么？

ZFS 是一种新型文件系统，可提供简单管理、事务性语义、端对端数据完整性以及极好的可伸缩性。ZFS 并不是在现有技术的基础上逐步改进而得到的，它是一种全新的数据管理方法。我们摒弃了 20 年来的传统观念，大大降低了源代码的复杂性，创建了一种真正易于使用的存储系统。

ZFS 提供了池存储模型，完全淘汰了卷的概念，并避免了与分区、置备、带宽浪费和分散存储相关的问题。数千个文件系统可以利用同一个公用存储池，每个文件系统只占用实际所需的空间量。存储池中所有设备的 I/O 组合带宽对所有文件系统都始终可用。

所有操作都是写复制事务，因此盘上状态始终有效。ZFS 文件系统不需要 fsck(1M)。每个块都经过校验和计算，以防止无提示数据损坏，并且数据在复制（镜像或 RAID）配置中可以自我修复。如果其中一个副本损坏，ZFS 会检测到这种情况，并使用另一个副本修复它。

ZFS 引入了一个新的数据复制模型，称为 RAID-Z。它与 RAID-5 类似，但采用可变条带宽度来消除 RAID-5 写入漏洞（即由于数据和奇偶校验更新之间出现意外断电而导致条带损坏）。所有 RAID-Z 写操作都是完整条带化写操作。这样，既没有读取-修改-写入开销，也没有写入漏洞，并且最重要的一点是不需要 NVRAM 硬件。ZFS 偏爱廉价磁盘。

但由于廉价磁盘容易出现故障，因此 ZFS 提供了磁盘清理功能。就像 ECC 内存清理一样，其理念是读取所有数据以检测潜在错误，而这些错误仍是可更正的。清理操作将遍历整个存储池，以读取每个块的每个副本，根据其 256 位校验和对其进行验证，并在必要时进行修复。所有这些操作都是在存储池运行和使用过程中进行的。

ZFS 有一个管道化 I/O 引擎，它在概念上与 CPU 管道类似。管道作用于 I/O 依赖关系图，并提供记分板、优先级、最终期限调度、失序发射和 I/O 聚合。使用 ZFS I/O 管道，可以轻松处理使其他文件系统濒临崩溃的 I/O 负载。

ZFS 提供了无限制的常量时间快照和克隆。快照是文件系统的只读即时副本，而克隆是快照的可写副本。克隆提供了一种极其节省空间的方法，可用于存储工作区、软件安装和无盘客户端等主要共享数据的许多副本。

ZFS 备份和恢复由快照提供支持。任一快照都可生成完全备份，任意一对快照都可生成增量备份。增量备份效率很高，可用于远程复制－例如每 10 秒传送一个增量更新。

在 ZFS 中没有任何限制。您可以拥有任意多个文件、完整 64 位文件偏移、无限制的链接、目录条目、快照等等。

ZFS 提供了内置压缩。压缩不但将磁盘空间的使用量降低了 2-3 倍，还将 I/O 量减少了 2-3 倍。因此，启用压缩实际上能够提高某些工作负荷的运行速度。

除文件系统外，ZFS 存储池可为需要原始设备语义的应用程序提供卷。例如，ZFS 卷可用作交换设备。如果在交换卷上启用压缩，您将立即拥有压缩虚拟内存。

ZFS 管理既简单又功能强大。有关更多信息，请参见 zpool(1M) 和 zfs(1M) 手册页；并确保阅读了简要介绍的入门部分。

ZFS 可轻松应对大多数工作负荷－让我们现在就开始吧。