O que é ZFS?

Para iniciarmos este guia básico sobre ZFS, vamos te explicar o que é e como ele funciona. O Zettabyte File System, também chamado de Z File System, ou simplesmente ZFS, é um sistema de arquivos (file system) e gerenciador de volume lógico de código aberto. O ZFS foi criado pela Sun Microsystems Inc. em 2006 para ser utilizado em seu próprio sistema operacional, o Solaris, inicialmente com o objetivo de evitar a perda de dados. 

Nesse sentido, o objetivo do ZFS era direcionar e controlar a localização, o armazenamento e a recuperação de dados em sistemas de computação empresariais. Hoje o ZFS acabou se tornando muito popular entre prestadores de serviços de segurança e empresas e pode ser utilizado em outros sistemas operacionais, como o Linux e Mac OS X. 

Como o ZFS funciona?

Como vimos, o ZFS existe para manter a integridade dos dados de discos e simplificar a administração do armazenamento destes. Para se ter ideia de sua importância, ele pode gerenciar um conjunto de dados de aproximadamente um bilhão de terabytes, com tamanho máximo do arquivo de 16 exabytes, o que garante um amplo armazenamento em caso da necessidade de recuperação de dados. 

A ideia do ZFS é deixar discos de servidores disponíveis para uso de maneira simplificada, abstraindo processos que seriam feitos manualmente nas camadas de partições e de sistemas de arquivos. Deste modo todo armazenamento é feio de forma escalável. 

Características e recursos do ZFS

Armazenamento em pool

Um pool com muito espaço disponível em um mesmo local, composto por um ou mais VDEVs. Assim, todos os dispositivos de armazenamento são conectados a esse pool a fim de facilitar o gerenciamento, em vez de ter várias unidades físicas, como esquematizado na imagem a seguir:

Copy-on-write 

Na maioria dos file systems tradicionais, quando os dados são substituídos no local por novos, os anteriores são perdidos para sempre. Porém, o ZFS grava as novas informações em outro bloco e preserva os dados originais. Isso garante que caso ocorra algum problema durante a gravação, os dados originais permanecerão intactos no sistema. Antigamente esse problema era solucionado com o comando fsck, que buscava inconsistências durante a substituição. No entanto, esse comando, além de gerar mais trabalho, nem sempre era efetivo na resolução de problemas. Assim, o ZFS garante que o sistema de dados não será corrompido em caso de algum problema ou queda de energia e mesmo que alguma pequena parte dos dados se perca, a retomada do trabalho é muito mais rápida e consistente. 

Snapshots

A tradução livre para “snapshots” é “cópia instantânea”. Trata-se de uma ferramenta de recuperação de dados mais rápida e segura que os convencionais backups. Trazendo para o ZFS, esse recurso permite ter uma “cópia instantânea” do sistema de arquivos, replicando os dados para sistemas separados, com a finalidade de migração de dados para a nuvem. Isso, como vimos anteriormente, permite controlar as alterações no sistema de arquivos.

RAID-Z

A sigla RAID significa Redundant Array of Independent Disks, ou, em tradução livre, Matriz Redundante de Discos Independentes. Em outras palavras, o RAID é quando vários discos funcionam como apenas um. Assim, caso um disco falhe, o RAID evita a perda de dados. Existem diversos tipos de RAID, porém neste guia básico sobre ZFS trataremos apenas do RAID-Z, que é uma variação do RAID-5. O RAID-Z permite que os mesmos dados sejam armazenados em vários locais diferentes para garantir mais segurança em caso de falhas. Isso quer dizer que é possível reconstruir dados em unidades perdidas a partir do RAID-Z. Além disso, a velocidade com que os dispositivos baseados em RAID-Z transferem e distribuem dados é maior. E outro benefício importante do RAID-Z é que ele é capaz de detectar e corrigir a corrupção de dados silenciosa. Isso permite que o ZFS compare a paridade dos blocos do RAID-Z e, caso identifique dados inválidos ou danificados, ele é capaz de descobrir qual disco retornou esses dados e fazer a reparação para retornar ao usuário os dados corretos. 

Vantagens de ter um ZFS

Além de oferecer toda a segurança e evitar a perda de dados, ZFS é um sistema de arquivos de código aberto que pode ser expandido, adicionando mais discos rígidos ao pool de armazenamento de dados. Assim, sua capacidade de armazenamento máximo é de 256 quadrilhões de zettabytes, o que garante muita segurança no backup e replicação de dados. 

Outra vantagem é que o sistema de arquivos e o gerenciador de volumes são integrados pelo ZFS. Por isso ele proporciona muito mais facilidade de operação. 

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