> For the complete documentation index, see [llms.txt](https://freebsd-journal-cn.bsdcn.org/llms.txt). Markdown versions of documentation pages are available by appending `.md` to page URLs; this page is available as [Markdown](https://freebsd-journal-cn.bsdcn.org/20230102-gou-jian-freebsd-web-fu-wu-qi/zfs2.md). # ZFS 简介 * 原文：[An Introduction to ZFS](https://freebsdfoundation.org/wp-content/uploads/2023/02/gurkowski_zfs_guide.pdf) * 作者：**DREW GURKOWSKI** ZFS 将卷管理器和独立文件系统的功能结合为一体，相较于独立的文件系统，它具有多个优势。它以速度、灵活性而著称，最重要的是，它非常注重防止数据丢失。虽然许多传统的文件系统一次只能存在于单块磁盘上，但 ZFS 了解磁盘的底层结构，并创建可用存储池，即使是在多个磁盘上。当向存储池添加额外磁盘时，现有的文件系统会自动扩展，新增空间立即可供文件系统使用。 ## 入门 FreeBSD 可以在系统初始化时挂载 ZFS 池和数据集。要启用此功能，请在 **/etc/rc.conf** 中添加以下行： ```sh zfs_enable="YES" ``` 然后启动服务： ```sh # service zfs start ``` ## 识别硬件 在设置 ZFS 之前，识别与系统关联的磁盘设备名称。一种比较快的方法是使用以下命令： ```sh # egrep 'da[0-9]|cd[0-9]' /var/run/dmesg.boot ``` 输出应该会显示设备名称，本指南中的示例将使用默认的 SCSI 名称：`da0`、`da1` 和 `da2`。如果硬件不同，请确保使用正确的设备名称。 ## 创建单磁盘池 要使用单个磁盘设备创建简单、无冗余的池： ```sh # zpool create example /dev/da0 ``` 要在池中创建供用户浏览的文件： ```sh # cd /example # ls # touch testfile ``` 可以用 `ls` 查看新文件： ```sh # ls -al ``` 我们现在可以开始使用更高级的 ZFS 特性和属性。要在池中创建启用压缩的数据集： ```sh # zfs create example/compressed # zfs set compression=on example/compressed ``` 现在，数据集 `example/compressed` 是 ZFS 压缩文件系统。要禁用压缩，可以使用： ```sh # zfs set compression=off example/compressed ``` 要卸载文件系统，使用 `zfs umount`，然后使用 `df` 验证： ```sh # zfs umount example/compressed # df ``` 验证 `example/compressed` 是否不在输出的挂载文件列表中。可以通过 `zfs mount` 重新挂载文件系统： ```sh # zfs mount example/compressed # df ``` 挂载文件系统后，输出应包含类似如下行： ```sh example/compressed 17547008 0 17547008 0% /example/compressed ``` ZFS 数据集的创建方式与其他文件系统一样，以下示例创建了名为 `data` 的新文件系统： ```sh # zfs create example/data ``` 使用 `df` 查看数据和空间使用情况（为清晰起见，省略了部分输出）。 ```sh # df . . . example/compressed 17547008 0 17547008 0% /example/compressed example/data 17547008 0 17547008 0% /example/data ``` 由于这些文件系统建立在 ZFS 之上，它们从同一个存储池中获取存储空间。这样就不需要其他文件系统所依赖的卷和分区。 要销毁不再需要的文件系统和池： ```sh # zfs destroy example/compressed # zfs destroy example/data # zpool destroy example ``` ## RAID-Z RAID-Z 池需要三块或更多磁盘，但在磁盘发生故障时可以提供数据丢失保护。由于 ZFS 池可以使用多个磁盘，因此文件系统设计本身就支持 RAID。 要创建 RAID-Z 池，指定要添加到池中的磁盘： ```sh # zpool create storage raidz da0 da1 da2 ``` 创建完 zpool 后，可以在该池中创建新文件系统： ```sh # zfs create storage/home ``` 启用压缩并存储目录和文件的额外副本： ```sh # zfs set copies=2 storage/home # zfs set compression=gzip storage/home ``` RAID-Z 池是存储关键系统文件的绝佳位置，例如用户的主目录。 ```sh # cp -rp /home/* /storage/home # rm -rf /home /usr/home # ln -s /storage/home /home # ln -s /storage/home /usr/home ``` 可以创建文件系统快照，以便以后回滚，快照名称用黄色标记，可任意命名： ```sh # zfs snapshot storage/home@11-01-22 ``` ZFS 创建数据集的快照，用户可备份文件系统以便将来回滚或恢复数据。 ```sh # zfs rollback storage/home@11-01-22 ``` 使用 `zfs list` 可以列出所有可用的快照： ```sh # zfs list -t snapshot storage/home ``` ## 恢复 RAID-Z 每个软件 RAID 都有一种监控其状态的方法。使用以下命令查看 RAID-Z 设备的状态： ```sh # zpool status -x ``` 如果所有池都在线且一切正常，信息将显示：“all pools are healthy”（所有池都健康）。 如果出现问题，例如磁盘处于离线状态，池的状态将显示如下： ```sh pool: storage state: DEGRADED status: One or more devices has been taken offline by the administrator. Sufficient replicas exist for the pool to continue functioning in a degraded state. action: Online the device using 'zpool online' or replace the device with zpool replace. scrub: none requested config: NAME STATE READ WRITE CKSUM storage DEGRADED 0 0 0 raidz1 DEGRADED 0 0 0 da0 ONLINE 0 0 0 da1 OFFLINE 0 0 0 da2 ONLINE 0 0 0 errors: No known data errors ``` “OFFLINE”表示管理员使用以下命令将 `da1` 离线： ```sh # zpool offline storage da1 ``` 现在关闭计算机并更换 `da1`。启动计算机后，将 `da1` 重新加入池中： ```sh # zpool replace storage da1 ``` 接下来，再次检查状态，这次不使用选项 `-x`，显示所有池： ```sh # zpool status storage pool: storage state: ONLINE scrub: resilver completed with 0 errors on Fri Nov 4 11:12:03 2022 config: NAME STATE READ WRITE CKSUM storage ONLINE 0 0 0 raidz1 ONLINE 0 0 0 da0 ONLINE 0 0 0 da1 ONLINE 0 0 0 da2 ONLINE 0 0 0 errors: No known data errors ``` ## 数据验证 ZFS 使用校验和验证存储数据的完整性，这些数据校验和可以被验证（称为清理）以确保存储池的完整性： ```sh # zpool scrub storage ``` 由于清理过程需要大量的输入/输出，因此一次只能运行一个清理。清理的持续时间取决于池中存储的数据量。清理完成后，使用 `zpool status` 查看状态： ```sh # zpool status storage pool: storage state: ONLINE scrub: scrub completed with 0 errors on Fri Nov 4 11:19:52 2022 config: NAME STATE READ WRITE CKSUM storage ONLINE 0 0 0 raidz1 ONLINE 0 0 0 da0 ONLINE 0 0 0 da1 ONLINE 0 0 0 da2 ONLINE 0 0 0 errors: No known data errors ``` 显示上次清理完成日期有助于决定何时开始下一次清理。定期清理有助于保护数据免受静默损坏，并确保存储池的完整性。 ## ZFS 管理 ZFS 有两个主要的管理工具： * `zpool` 工具控制池的操作，允许添加、移除、替换和管理磁盘。 * `zfs` 工具用于创建、销毁和管理数据集，包括文件系统和卷。 虽然本入门指南未涉及 ZFS 管理，但你可以参考 **zfs(8)** 和 **zpool(8)** 以获取更多 ZFS 选项。 ## 更多资源 虽然通过本指南创建的非冗余和 RAID-Z 池可以在大多数用例中工作，但更复杂或专业的系统可能需要进一步的 ZFS 管理和设置。本指南仅触及了 ZFS 功能的表面，因为它是极其强大且可定制的文件系统。OpenZFS Wiki 提供了有关安装、ZFS 系统管理和手册页的广泛文档。如果因系统架构需要调优，可以在 OpenZFS 和 FreeBSD Wiki 页面上找到 ZFS 调优指南。 *** **DREW GURKOWSKI**，FreeBSD 基金会 --- # Agent Instructions This documentation is published with GitBook. GitBook is the documentation platform designed so that both humans and AI agents can read, navigate, and reason over technical content effectively. Learn more at gitbook.com. ## Querying This Documentation If you need additional information that is not directly available in this page, you can query the documentation dynamically by asking a question. Perform an HTTP GET request on the current page URL with the `ask` query parameter, and the optional `goal` query parameter: ``` GET https://freebsd-journal-cn.bsdcn.org/20230102-gou-jian-freebsd-web-fu-wu-qi/zfs2.md?ask=&goal= ``` `ask` is the immediate question: it should be specific, self-contained, and written in natural language. `goal` is optional and describes the broader end goal you are ultimately trying to accomplish on behalf of the user. GitBook uses it to tailor the answer towards what is most useful for that goal. 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