ZFS - zfs

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ZFS は物理ボリューム管理とファイルシステムを兼ね備えています。 ZFS のインストールは一連のストレージデバイスに広がることができ非常にスケーラブルで、ディスクを追加してストレージプールの空き容量を即座に拡大できます。

ZFS はブロックベースのファイルシステムで、あらゆる操作を検証、確認、訂正するのにチェックサムを使用することでデータ破壊から守ります。 十分な速度で動作するためには、この機構には強力な環境と大量の RAM が必要です。

さらに、 ZFS はスナップショット、リプリケーション、RAID 管理、コピー・オン・ライトのクローン、圧縮、その他の機能を提供します。

ZFS を使用するにはマシンに zfsutils-linux をインストールしていることを確認してください。

用語

ZFS は物理ストレージデバイスに基づいた論理ユニットを作成します。 これらの論理ユニットは ZFS pools または zpools と呼ばれます。 さらにそれぞれの zpool は複数の データセット に分割されます。 これらのデータセットは以下の異なるタイプがあります。

• ZFS ファイルシステム はパーティションまたはマウントされたファイルシステムとして扱えます。

• ZFS ボリューム はブロックデバイスを表します。

• ZFS スナップショット は ZFS ファイルシステムまたは ZFS ボリュームの特定の状態をキャプチャーします。 ZFS スナップショットは読み取り専用です。

• ZFS クローン は ZFS スナップショットの書き込み可能なコピーです。

LXD の zfs ドライバ

LXD の zfs ドライバは ZFS ファイルシステムと ZFS ボリュームをイメージとカスタムストレージボリュームに使用し、ZFS スナップショットとクローンをイメージからのインスタンス作成とインスタンスとカスタムボリュームスナップショットに使用します。 デフォルトでは LXD は ZFS プール作成時に圧縮を有効にします。

LXD は ZFS プールとデータセットを完全制御できると想定します。 このため、ZFS プールまたはデータセット内に、LXD が所有しないファイルシステムエンティティは、決して置くべきではありません。LXD が消してしまうかもしれないからです。

ZFS のコピー・オン・ライトが動作する仕組みのため、親の ZFS ファイルシステムは全ての子供がいなくなるまで削除できません。 その結果、LXD は削除されたがまだ参照されている全てのオブジェクトを自動的にリネームします。 それらのオブジェクトは全ての参照がいなくなりオブジェクトが安全に削除できるようになるまでランダムな deleted/ パスに保管されます。 この方法はスナップショットの復元に予期しない結果をもたらすかもしれないことに注意してください。 下記の 制限 を参照してください。

ZFS 0.8 以降の上で新しく作成された全てのプールで LXD はトリミングサポートを自動的に有効化します。 これはコントローラによるより良いブロックの再利用を可能にすることで SSD の寿命を伸ばし、ループバックの ZFS プールを使用する際にはルートファイルシステム上の容量を解放できるようにもします。 ZFS の 0.8 より前のバージョンを稼働していてトリミングを有効にしたい場合は、少なくともバージョン 0.8 にアップグレードしてください。 そして以下のコマンドを実行し、今後作成されるプールにトリミングが自動的に有効化され、現在未使用のスペースの全てがトリムされることを確認してください。

zpool upgrade ZPOOL-NAME
zpool set autotrim=on ZPOOL-NAME
zpool trim ZPOOL-NAME

制限

zfs ドライバには以下の制限があります。

プールの一部を委譲する

ZFS はプールの一部をコンテナユーザに委譲することをサポートしていません。 ZFS のアップストリームではこの機能を提供すべくアクティブに作業中です。

古いスナップショットからの復元

ZFS は最新ではないスナップショットからの復元をサポートしていません。 ですが、古いスナップショットから新しいインスタンスを作成することはできます。 この方法は特定のスナップショットが必要なものを含んでいるかを確認することを可能にします。 正しいスナップショットを決定したら 指定より新しいスナップショットを削除 して必要なスナップショットが最新になるようにして復元できるようにします。

別の方法として、復元中により新しいスナップショットを自動的に破棄するように LXD を設定することもできます。 そのためにはボリュームの zfs.remove_snapshots (あるいはプール内の全てのボリュームのストレージプールの対応する volume.zfs.remove_snapshots 設定) を設定します。

しかし、 zfs.clone_copy が true に設定される場合は、インスタンスのコピーは ZFS のスナップショットも使用することに注意してください。 この場合は、スナップショットの全ての子孫を削除すること無しに、インスタンスを最後のコピーの前に取られたスナップショットに復元できません。 この選択肢が選べない場合、欲しいスナップショットを新しいインスタンスにコピーしてから古いインスタンスを削除することはできます。 しかし、インスタンスが持っていたであろう他の全てのスナップショットは失うことになります。

I/O クォータを観測する

I/O クォータは ZFS ファイルシステムに大きな影響は与えません。 これは ZFS は (SPL を使用した) Solaris モジュールの移植でありネイティブな Linux ファイルシステムではないためで、 I/O の制限はネイティブ Linux ファイルシステムに適用されるからです。

クォータ

ZFS は quota と refquota という 2 種類の異なるクォータのプロパティを提供します。 quota はスナップショットとクローンを含むデータセットの合計サイズを制限します。 refquota はスナップショットとクローンは含まずデータセット内のデータのサイズだけを制限します。

デフォルトでは、ストレージボリュームにクォータを設定する際は LXD は quota プロパティを使用します。 代わりに refquota プロパティを使用したい場合はボリュームの zfs.use_refquota 設定 (あるいはプール内の全てのボリュームのストレージプールの対応する volume.zfs.use_refquota 設定) を設定します。

また zfs.use_reserve_space (または volume.zfs.use_reserve_space) 設定を to use ZFS の reservation または refreservation を quota または refquota と使用するために設定することもできます。

設定オプション

zfs ドライバを使うストレージプールとこれらのプール内のストレージボリュームには以下の設定オプションが利用できます。

ストレージプール設定

キー	型	デフォルト値	説明
size	string	自動 (空きディスクスペースの 20%, >= 5 GiB and <= 30 GiB)	ループベースのプールを作成する際のストレージプールのサイズ (バイト単位、接尾辞のサポートあり)
source	string	-	既存のブロックデバイスかループファイルか ZFS データセット/プールのパス
zfs.clone_copy	string	true	Boolean の文字列を指定した場合は ZFS のフル データセットコピーの代わりに軽量なクローンを使うかどうかを制御し、 rebase という文字列を指定した場合は初期イメージをベースにコピーします。
zfs.export	bool	true	アンマウントの実行中にzpoolのエクスポートを無効にする
zfs.pool_name	string	プールの名前	zpool 名

Tip

これらの設定に加えて、ストレージボリューム設定のデフォルト値を設定できます。 ストレージボリュームのデフォルト値を変更する を参照してください。

ストレージボリューム設定

キー	型	条件	デフォルト値	説明
security.shifted	bool	カスタムボリューム	volume.security.shifted と同じか false	ID シフトオーバーレイを有効にする (複数の分離されたインスタンスによるアタッチを許可する)
security.unmapped	bool	カスタムボリューム	volume.security.unmapped と同じか false	ボリュームの ID マッピングを無効にする
size	string	適切なドライバ	volume.size と同じ	ストレージボリュームのサイズ/クォータ
snapshots.expiry	string	カスタムボリューム	volume.snapshots.expiry と同じ	スナップショットをいつ削除するかを制御 (1M 2H 3d 4w 5m 6y のような式を期待)
snapshots.pattern	string	カスタムボリューム	volume.snapshots.pattern と同じか snap%d	スナップショットの名前を表す Pongo2 テンプレート文字列 (スケジュールされたスナップショットと名前無しのスナップショットで使用)
snapshots.schedule	string	カスタムボリューム	snapshots.schedule と同じ	Cron 表記 (<minute> <hour> <dom> <month> <dow>) かスケジュールエイリアスのカンマ区切りリスト (@hourly, @daily, @midnight, @weekly, @monthly, @annually, @yearly)
zfs.blocksize	string	ZFSドライバ	volume.zfs.blocksize と同じ	ZFSブロックのサイズを512～16MiBの範囲で指定します（2の累乗でなければなりません）。ブロックボリュームでは、より大きな値が設定されていても、最大値の128KiBが使用されます。
zfs.remove_snapshots	bool	ZFSドライバ	volume.zfs.remove_snapshots と同じか false	必要に応じてスナップショットを削除するかどうか
zfs.use_refquota	bool	ZFSドライバ	volume.zfs.use_refquota と同じか false	領域の quota の代わりに refquota を使うかどうか
zfs.reserve_space	bool	ZFS driver	volume.zfs.reserve_space と同じか false	qouta/refquota に加えて reservation/refreservation も使用するかどうか

ストレージバケット設定

ローカルのストレージプールドライバでストレージバケットを有効にし、 S3 プロトコル経由でアプリケーションがバケットにアクセスできるようにするには core.storage_buckets_address サーバ設定 (サーバ設定 参照) を調整する必要があります。

キー	型	条件	デフォルト値	説明
size	string	適切なドライバ	volume.size と同じ	ストレージバケットのサイズ/クォータ