zfs文件系统架构解读(二)-接口之探究
zfs使用心得
zfs使用心得【原创实用版3篇】目录（篇1）1. ZFS 简介2. ZFS 的特点3. ZFS 的使用方法4. ZFS 的优点5. ZFS 的缺点6. 总结正文（篇1）1. ZFS 简介ZFS（Zettabyte File System）是一种高性能、可扩展的文件系统，主要用于存储大量数据。
ZFS 是由 Sun Microsystems 公司开发的，现在由 OpenZFS 社区维护。
ZFS 的特点是数据完整性高、可扩展性强、性能优秀，因此在企业级存储领域得到了广泛应用。
2. ZFS 的特点ZFS 具有以下几个显著特点：（1）数据完整性：ZFS 支持数据校验和，可以检测和修复数据错误，保证数据的完整性。
（2）可扩展性：ZFS 支持无限大的文件系统，可以存储大量数据。
（3）高性能：ZFS 具有高效的磁盘 I/O 调度算法，可以提高系统的磁盘吞吐量。
3. ZFS 的使用方法要使用 ZFS，首先需要在操作系统中安装 ZFS 模块。
在 Linux 系统中，可以通过安装 zfs-tools 软件包来获得 ZFS 支持。
在 FreeBSD 系统中，ZFS 已经被集成到内核中，无需额外安装。
目录（篇2）1.ZFS 简介2.ZFS 的主要特点3.ZFS 的实际应用4.ZFS 的未来发展前景正文（篇2）【ZFS 简介】ZFS（Zettabyte File System）是一种用于管理大规模数据的文件系统，最早由 Sun Microsystems 公司开发。
ZFS 的主要特点是数据可靠性高、可扩展性强以及性能优越。
它能够提供大量的数据存储和处理能力，因此非常适合用于企业级服务器和大型数据中心。
【ZFS 的主要特点】1.数据可靠性：ZFS 采用了一种名为“数据完整性”的技术，可以确保数据的完整性和可靠性。
即使在硬盘故障或者意外断电的情况下，ZFS 也能够自动修复数据，确保数据的安全。
2.可扩展性：ZFS 可以轻松地扩展到数百 TB 甚至数 PB 的存储空间，满足大规模数据的存储需求。
ZFS文件系统ARC缓存
减少ZFS文件系统ARC缓存的方法减少ZFS文件系统ARC缓存的方法1. ARC缓存简介ZFS文件系统是Solaris 11系统的默认文件系统，ZFS文件系统简介可见附录。
ZFS使用在内存中建立缓存的方式来提升性能，这种做法在海量数据时尤为有效。
ZFS的缓存使用ARC（Adjustable Replacement Cache）算法，它是基于IBM的Megiddo和Modha提出的ARC 淘汰算法演化而来的。
所以这个缓存通常被称为ARC缓存。
Solaris系统中有两个内核参数来限制ARC缓存的大小：zfs_arc_min：确定ARC缓存的最小大小，设置单位为字节。
默认64MB。
zfs_arc_max：确定ARC缓存的最大大小，设置单位为字节。
默认在内存少于4 GB的系统上为物理内存的75%，在内存大于4 GB的系统上为物理内存减去1 GB。
这两个内核参数都是使用容量单位来设定的，并不能根据物理内存的大小来自动调节，所以在Solaris 11.2系统上增加了一个内核参数，使用百分比来设定：user_reserve_hint_pct：设置留给应用程序的物理内存百分比。
查阅Oracle官方文档，并没有给出详细的说明，经试验，默认值应为0，且zfs_arc_min、zfs_arc_max参数依然有效，即user_reserve_hint_pct参数确定的ARC缓存占用量低于zfs_arc_min时，取zfs_arc_min的容量；高于zfs_arc_max时，取zfs_arc_max的容量。
该参数在Solaris 11.2之前的系统中不存在。
2. 内存占用情况及产生的问题使用以下命令可以查看内存使用明细：echo “::memstat” | mdb -k在一台16GB的机器上，进行大量IO操作后（充分建立缓存），运行以上命令，如下图：可以看到“ZFS File Data”一项占据了8.1GB之多，使用51%的物理内存。
ZFS数据管理与Oracle Solaris 11文件系统说明书
• Separate log (slog) devices are a limited resource • Synchronous bulk I/O crowds out latency-sensitive I/O
• Not all sync I/O benefits from lower latency • When latency isn't critical, it's cheaper to go to disk • With many disks, available bandwidth is far higher
SPC-2 is a benchmark based on a streaming workload such as VOD. It is a sequential read and write workload. This is not an audited number but coming soon…
<Insert Picture Here>
Data Management With ZFS
Rich Morris/Mark Musante ZFS Team
ZFS: Simple, Powerful Data Management
• Oracle Solaris 11 default file systemNFS CIFS IB iSCSI FC
• If damaged, roll back to previous transaction group • Rollback made reliable by deferred block reuse
© 2011 Oracle Corporation
计算机操作系统之文件管理PPT课件
两级目录结构
将文件分为用户文件和系统文件两大 类，分别存放在不同的目录下。
树形目录结构
采用多级目录结构，形如一棵倒立的 树，根目录在最上层，子目录逐层向 下展开。
无环图目录结构
在树形目录结构的基础上，引入指针 实现目录间的链接，形成网状结构， 但不允许出现环。
路径名与链接技术
路径名
指从根目录出发到达指定文件所经过的目录序列，分为绝对路径和相对路径两种 。
回收。
文件管理是系统资源管理的集中 体现之一，直接影响系统的效率
和性能。
文件是存储在外部介质上的数据 集合，操作系统通过文件管理实 现对数据的组织、存取和保护。
文件系统基本功能
01
实现文件的有效存储、 读取和更新，保证数据 的可靠性和完整性。
02
提供方便的文件操作和 访问手段，支持多用户 共享文件和保护文件安 全。
01
02
03
索引节点的概念
存储文件元数据的数据结 构，包括文件属性、权限 、时间戳等。
目录项的概念
存储文件名和索引节点指 针的数据结构，用于将文 件名映射到索引节点。
分离技术的优势
提高文件检索速度，减少 磁盘I/O操作次数，支持 高效的文件系统操作。
磁盘调度算法优化
1 2 3
磁盘调度算法的作用
确定磁盘读写操作的顺序，以优化磁盘访问时间 和系统性能。
03
文件系统组织结构
目录结构设计原则
层次性原则
目录结构应清晰、有层次，便 于管理和维护。
稳定性原则
目录结构应相对稳定，不应频 繁变动。
可扩展性原则
目录结构应具备一定的扩展性 ，以适应未来的需求变化。
安全性原则
目录结构应保证数据的安全性 和完整性。
北京初志科技有限公司产品介绍
N2000 SS/DS
N2000 SJ/DJ CZSS N2000集群存储系统
2、N2000产品的独特性
高性能安全存储，既具有直连光纤SAN的性能，又可实
现SAN级安全冗余。
盘列的实时容灾
采用传统直连SAN架构，而不通过中间NAS头转换实现文件共享。
所有产品部件冗余，支持热插拔。
3、N2000 产品的实用性
初志集群存储，颠覆了传统存储的数据读取方式，为存储领域带来了崭新的技术理念， 实现了真正的集群整合功能。良好的使用体验，强大的性能，势将加速存储产业的革命
目录
① 产品介绍
②
架构及工作原理
③
CZSS五大特性
④
工能优势
高可靠：无任何单点故障
文件A
应用服务器集群
…
A1 A1副本
共享存储池
A2
A3
A4 A4副本
CZSS-N的特点
③
④
CZSS-N的存储策略
CZSS-N的架构应用
应用方式
各种通用存储设备
CZSS-N产品形态
横向扩展存储性能
… …
主柜
从柜
… …
… …
… …
纵 向 扩 存 储 容 量
扩 展 柜
N2000集群存储系统
CZSS
N系列产品介绍
①
②
CZSS-N概述及产品形态
CZSS-N的特点
③
④
CZSS-N的存储策略
CZSS-N的架构应用
N2000方案的特点
• • • • • • • • 同时支持FC（4Gb、8Gb）、以太网（1Gb、10Gb）接入等丰富接入方式 提供统一命名空间下文件级跨平台共享、同时还提供数据块级的存储服务 既具备先进的存储架构与未来接轨，又兼容现有成熟的SAN存储架构 包含盘阵实时容灾在内的高稳定性和高可用性保证 可平滑扩展，按需购买有利于控制成本 具备海量存储能力、满足计划内的未来需求 系统聚合带宽高，整体传输能力强 管理简便易用
更灵活,更易用 — ZFS storage 统一存储介绍
<Insert Picture Here>更灵活，更易用-----Oracle ZFS St 更灵活 更易用 O l Storage 统一存储介绍存储需求持续大幅度成长P PBFile Based: 79.3% CAGRSource: IDCBlock based: 31% CAGR2存储需求持续大幅度成长Greater Demand For Storage Capacity And Performance2009 New Digital Data2020 New Digital Data44X Growth800 Exabytes 35,000 Exabytes•© 2010 Oracle Corporation – Proprietary and Confidential3定义存储效率(Storage Efficiency) ( g y)• 使用最低成本来进行数字数据的存放 保护及管理 使用最低成本来进行数字数据的存放、保护及管理 • 可降低数据中心的电力 散热及空间成本 可降低数据中心的电力、散热及空间成本4存储已经成为数据中心 最大的成本提高存储效率数据中心最迫切的需求• 数据存储的效率必须提高• 根据调查用户将其一份资料重复存放超过15份 • 政府法规对数据保留需求持续上升• 数据重复删除及数据压缩是关键需求• 有50%的IDC响应目前有使用数据重复删除的需求• 电力、散热及机架空间效率是不可缺少的评估要点 • 存储集中化是客户IT计划里面排名前10名的重点项目5Oracle ZFS Storage 统一存储系统重新定义统一存储系统(Unified Storage)• 同时提供文件(File)及数据块(block)服务 ( ) ( )• 只要买一套硬件，一个价格，一次提供10种数据通讯服务• 内置先进的数据服务• 集群(Clustering),远程数据复制(Replication), 快照( Snapshot),数 据复制(Cone),数据重复删除(Deduplication),数据压缩 (Compression),自动精简配置(thin provisioning),闪存(Flash), (Compression) 自动精简配置(thin provisioning) 闪存(Flash) 在 线实时分析功能( Analytics),病毒扫描(Virus scan)• 可选择不同的主机接口(interconnect)• 可同一台机器安装以太网接口(Ethernet), 光纤 (Fibre channel)及 Infiniband• 可选择的应用程序• Oracle Solaris或Linux, Windows, virtualization•66Oracle ZFS Storage g全新第二代统一存储系统•标准功能 •内含所有主流通讯协议 •7120 •7320 •内含先进的数据服务功能 •入门型l • • 入门型l •7420 •单控制器机型 支持操作系统及应用程序 •单控制器机型 •Oracle Solaris • Oracle Enterprise Linux •高扩充能力机型 •支持集群功能 •Oracle VM • VMware • Windows •Oracle数据库、 Oracle Middleware及Oracle应用程序等 支持超过50种以上的商业应用程序 •7720 • 新的产品特点 •高密度存储机型 •密度及容量:可集中化存储容量最大可达1PB •支持集群功能 •闪存容量倍增: 最大可达4TB读取闪存及432GB写入闪存 •更多的运算能力: 每个控制器最大可达32个核,效能比前一代提升50%•77完整的存储功能下列功能皆包含在ZFS Storage上-不需额外付费购买 Storage上 不需额外付费购买数据通讯协义• Fibre Channel • iSCSI • Infiniband over IP/RDMA • iSER • SRP • NFS v3 and v4 • CIFS • HTTPNew! • WebDAV数据服务数据管理• FTP • ZFS NDMP v4• Browser and CLI Interface • Single, Double & Triple Parity RAID (RAIDZ, Z2, Z3) • Management Dashboard • Mi Mirroring & Triple Mirroring i T i l Mi i • Hardware/component view • Hybrid Storage Pool • Role-based Access Control • End-to-End Data Integrity • Remote Replication • Phone Home • Snapshots and Clones • Event and Threshold based • Quota(s) Alerting • In-line Dedup • Dtrace Analytics • Compression • Scripting • Thin Provisioning • Antivirus via ICAP Protocol • Workflow Automation • Online Data Migration New!Advanced Networking • • Clustering g •DFS Standalone New! Namespace •Source Aware Routing•Oracle Internal and Confidential8内置先进的存储技术提供更高的使用效率进一步让存储系统更有效率 • 内置重复数据删除技术(in-line, Deduplication) • 降低整体数据存放的存储空间 • 内置数据压缩(Compression) • 整合重复数据删除技术让空间使用更加有效率 • 内置存储自动精简配置(Thin-provisioning) • 能够有效的满足客户端容量需求并优化存储系统的空间使用率 • 内置混合存储池架构(Hybrid Storage Pools, HSPs) • 整合内存,闪存及大容量硬盘科技降低电力及机架空间的需求 • 内置多样先进的数据保护功能(D 内置多样先进的数据保护功能(Data P Protection capabilities) i bili i ) • 快照+数据远程复制,允许3块数据盘故障的RAID-Z3等先进数据 保护功能9Oracle先进的重复数据删除技术让使用存储 空间上更有效率• 实时重复数据删除:当数据产生时就进行重复数据删除操作 实时重复数据删除 当数据产生时就进行重复数据删除操作• 当友商存储系统使用重复数据删除操作时，必须是采用列表(Schedule)方式并于背景模 式(POST)下运作,会大幅降低存储效能 • Sun ZFS存储系统因为有强大的运算处理器及内存可以实时进行重复数据删除功能• Oracle重复数据删除使用256-bit的检查更严谨• ZFS存储系统的重复数据技术采用256位同位检查(256-bit checksum)比起竞争友商的 重复数据技术只采用16位同位检查(16 bit 重复数据技术只采用16位同位检查(16-bit checksum)更加严谨• Oracle重复数据删除可以于更大的文件系统上运作• ZFS存储系统的数据重复删除技术可以在单一576TB的文件系统上运作，比竞争友商的 存储系统的数据重复删除技术只能在单一16TB的文件系统上运作更有效率• Oracle采用数据块(Block-level)进行重复数据比对• 数据块比文件的重复数据删除技术对于虚拟主机的使用环境上更有效率10内置ZFS数据压缩功能驱动更高的效率及效能• 内置ZFS压缩功能• 减少整体磁盘使用空间• 客户实际使用各种不同非结构化数据的应用程序验证,确实可以大幅度减少整体磁盘使用空间 • 一般情况下有2倍压缩率 (或50%空间减少)• 减少整体数据量,提高有效输出带宽(Throughput)• 不仅是节省存储空间,还提升了存储系统效能 • 数据压缩功能启动时可以让数据快速读写,减少存取(I/O)频率• 可以与数据重复删除功能一起使用有加倍的效果• 提供无与伦比的硬件处理能力11•玛拉基.麦凯布 玛拉基 麦凯布 •(Malachi McCabe) •经理 Signature Styles • 信息管理部门 •Signature Styles Signature “我们看到于ZFS统一存储系统可以对公司内的非结构化数据提供多达 我们看到于ZFS统 存储系统可以对公司内的非结构化数据提供多达 73%的数据压缩比例”12ZFS混合存储池于存储集中化的环境下提供效能且帮助客户省钱• ZFS混合存储池可以智能判断数据使用状况及自动 在内存,闪存及磁盘之间迁移 • 不断优化存储系统性能和效率–优化 $/GB/s及 $/IOP 效能 • 管理单一混合存储池是非常简单的•内存 •(DRAM) •写入用 闪存(ZIL)•读取闪存 (L2ARC)“我最感兴趣的是，混合存储池提供不亚于内存等级 的速度（或称接近内存等级的效能)来存取Oracle 能 数据库内的数据。
文件系统：探讨文件系统的基本原理、结构和实现
文件系统：探讨文件系统的基本原理、结构和实现作为我们日常计算机使用的一部分，文件系统是一项非常重要的技术。
它提供了存储和管理文件的功能，是操作系统的核心组成部分。
在本文中，我们将深入探讨文件系统的基本原理、结构和实现方法。
导言在我们使用计算机时，我们经常会处理各种类型的文件，如文档、图片、音频和视频。
这些文件在计算机中存储和组织的方式由文件系统决定。
文件系统是一种管理存储介质上数据的方法，它为我们提供了对文件的读取、写入和管理功能。
文件系统的基本原理文件系统的基本原理是将存储介质划分为固定大小的块，并管理这些块的分配和使用。
它将文件存储为连续的块或散布在存储介质的不同位置。
文件系统还包括对文件的命名、目录结构、权限管理和文件元数据的管理。
存储块和磁盘的使用文件系统使用存储块作为最小单位来管理数据的存储和访问。
存储介质（如硬盘）被划分成固定大小的存储块，通常为4KB或8KB。
文件数据存储在这些块中，并按照一定的方式分配和组织。
连续分配和链接分配文件系统可以使用连续分配或链接分配来组织文件的存储空间。
在连续分配中，文件被存储在存储介质上连续的块中。
这样可以提高文件的读取和写入性能，但会导致碎片问题。
在链接分配中，文件的数据块可以散布在存储介质的不同位置，通过文件的元数据进行链接。
这样可以更有效地利用存储空间，但会导致访问性能下降。
文件的命名和目录结构文件系统使用文件名来唯一标识文件。
文件名通常由字母、数字和一些特殊字符组成。
目录结构则用于组织和管理文件。
目录是一个包含其他文件和目录的特殊文件，通过目录的嵌套结构可以形成层次化的文件组织。
这样我们就可以通过路径来访问文件，例如/usr/share/doc/example.txt。
权限管理和文件元数据文件系统通过权限管理来控制对文件的访问权限。
权限可以被分为所有者权限、组权限和其他用户权限。
文件还包含一些元数据，如文件大小、创建时间、修改时间和访问时间。
数字档案系统通用标准接口规范
数字档案管理系统外部系统通用接口规范说明目录1业务系统电子文件归档法律规范与要求 (2)2技术架构 (3)3接口规范要求说明 (4)4功能调用 (4)4.1上传归档文件 (4)4.1.1归档目录文件的文件夹结构 (4)4.1.2归档电子文件的文件夹结构 (5)4.2归档状态 (6)4.3元数据描述规范 (7)5档案数据交换标准接口运行过程描述 (11)6XML标准案卷信息表字段列表 (12)7XML标准元数据表字段列表 (12)8XML标准电子原文表字段列表 (13)1业务系统电子文件归档法律规范与要求根据国家档案局发布法律法规文件要求，在《企业数字档案馆（室）建设指南》和《企业电子文件归档和电子档案管理指南》两个文件中明确提出企业在业务系统建设时应充分考虑电子文件归档要求。
归档接口应与业务系统同设计、同开发、同测试和同实施，实施时未开发归档接口的业务系统应及时通过二次开发实现。
企业已实施的支撑主营业务的信息系统均应具有归档功能，导出的归档电子文件存储格式、元数据等均应符合电子文件归档和电子档案管理的有关要求。
企业电子文件归档范围应包括各业务活动中形成的各种结构化和非结构化数据，以独立文档形式存储的具有保存价值的信息记录，包括办公自动化系统、产品或业务系统、财务会计管理信息系统、人力资源管理信息系统、门户网站、微博、微信、公务邮件系统及本企业其他职能活动业务系统中形成的电子文件，以及从外部接收的电子文件。
企业有些信息系统有可能通过租用基础设施或以云计算服务的形式存在，所形成的电子文件不一定存在于本企业的服务器中，但其产生的电子文件也应纳入本企业文件材料归档范围予以归档。
数字档案馆系统建设时充分考虑未来业务需求及系统可扩展性，避免每新上业务系统要求实现电子文件归档时档案系统平台都要作相应的开发及调整，档案系统与业务系统集成采用建立档案数据交换标准接口的方式，以提供良好的可扩展性、可重用性、可维护性和可管理性。
Debian安装ZFS文件系统
ZFS文件系统ZFS文件系统的英文名称为Zettabyte File System,也叫动态文件系统（Dynamic File System）,是第一个128位文件系统。
最初是由Sun公司为Solaris 10操作系统开发的文件系统。
作为OpenSolaris 开源计划的一部分，ZFS于2005年11月发布，被Sun称为是终极文件系统，经历了 10 年的活跃开发。
ZFS是基于存储池的，与典型的映射物理存储设备的传统文件系统不同，ZFS所有在存储池中的文件系统都可以使用存储池的资源。
ZFS 用“存储池”的概念来管理物理存储空间。
过去，文件系统都是构建在物理设备之上的。
为了管理这些物理设备，并为数据提供冗余，“卷管理”的概念提供了一个单设备的映像。
但是这种设计增加了复杂性，同时根本没法使文件系统向更高层次发展，因为文件系统不能跨越数据的物理位置。
ZFS 完全抛弃了“卷管理”，不再创建虚拟的卷，而是把所有设备集中到一个存储池中来进行管理！“存储池”描述了存储的物理特征（设备的布局，数据的冗余等等），并扮演一个能够创建文件系统的专门存储空间。
从此，文件系统不再局限于单独的物理设备，而且文件系统还允许物理设备把他们自带的那些文件系统共享到这个“池”中。
你也不再需要预先规划好文件系统的大小，因为文件系统可以在“池”的空间内自动的增大。
当增加新的存贮介质时，所有“池”中的所有文件系统能立即使用新增的空间，而不需要额外的操作。
在很多情况下，存储池扮演了一个虚拟内存。
（以上均摘自百度百科）ZFS分为存储池和文件系统两部分，所有的ZFS文件系统都驻留在存储池之中，zpool命令用于管理存储池，zfs命令用于管理zfs文件系统。
从上可知，ZFS是Solaris的默认文件系统，Linux系统中默认是没有ZFS文件系统的，所以zpool 命令和zfs命令在Linux中是不识别的，但是Linux系统可以通过用户空间文件系统或原生第三方内核加载核心模组支持。
减少ZFS文件系统ARC缓存的方法
减少ZFS文件系统ARC缓存的方法减少ZFS文件系统ARC缓存的方法编写：易柯楠 201412081. ARC缓存简介ZFS文件系统是Solaris 11系统的默认文件系统，ZFS文件系统简介可见附录。
ZFS使用在内存中建立缓存的方式来提升性能，这种做法在海量数据时尤为有效。
ZFS的缓存使用ARC（Adjustable Replacement Cache）算法，它是基于IBM的Megiddo和Modha提出的ARC 淘汰算法演化而来的。
所以这个缓存通常被称为ARC缓存。
Solaris系统中有两个内核参数来限制ARC缓存的大小：zfs_arc_min：确定ARC缓存的最小大小，设置单位为字节。
默认64MB。
zfs_arc_max：确定ARC缓存的最大大小，设置单位为字节。
默认在内存少于4 GB的系统上为物理内存的75%，在内存大于4 GB的系统上为物理内存减去1 GB。
这两个内核参数都是使用容量单位来设定的，并不能根据物理内存的大小来自动调节，所以在Solaris 11.2系统上增加了一个内核参数，使用百分比来设定：user_reserve_hint_pct：设置留给应用程序的物理内存百分比。
查阅Oracle官方文档，并没有给出详细的说明，经试验，默认值应为0，且zfs_arc_min、zfs_arc_max参数依然有效，即user_reserve_hint_pct参数确定的ARC缓存占用量低于zfs_arc_min时，取zfs_arc_min的容量；高于zfs_arc_max时，取zfs_arc_max的容量。
该参数在Solaris 11.2之前的系统中不存在。
2. 内存占用情况及产生的问题使用以下命令可以查看内存使用明细：echo “::memstat” | mdb -k在一台16GB的机器上，进行大量IO操作后（充分建立缓存），运行以上命令，如下图：可以看到“ZFS File Data”一项占据了8.1GB之多，使用51%的物理内存。
存储系统概述
分块：将一个分区提成多个大小相等旳、地址相邻旳块，这些块称为分块。 它是构成条带旳元素。 条带（Striping）：同一磁盘阵列中旳多个磁盘驱动器上旳相同位置构成条带， 提升同时读写性能
驱动器1
D6 D3 D0
磁盘上旳数 据分块
驱动器2
D7 D4 D1
磁盘上旳数 据分块
驱动器3
读取数据块D2，D3… 读取数据块D1 读取数据块D0
D0,D1,D2,D3,D4,D5
驱动器1 D4 D2 D0
驱动器2 D5 D3 D1
文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。
RAID 0数据丢失
阵列中某一种驱动器发生故障，将造成其中旳数据丢失。
驱动器1 D6 D3 D0
驱动器2 D7 D4 D1
磁盘失效 数据恢复
驱动器3 D5 D3 P0
文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。
RAID组合---RAID 10
• RAID 10是将镜像和条带进行组合旳RAID级别，先进行RAID 1镜像然后再做 RAID 0。RAID 10也是一种应用比较广泛旳RAID级别。
读取数据
D0,D1,D2,D3,D4,D5
SAS
FC
接口类型
并行
串行
并行
串行
串行
主流接口速 100MB/S
率
133MB/S
300MB/S 600MB/S
320MB/S
3GB/S 6GB/S
2GB/S、4GB/S 、8GB/S
容量
1T/2T/3T 4T/6T
转速
5900 rpm 7200 rpm
最大连接设
2
1 or 15 with
文件系统
ReiserFS的第一次公开亮相是在1997年7月23日，Hans Reiser把他的基于平衡树结构 的ReiserFS文件系统在网上公布。ReiserFS 3.6.x（作为 Linux 2.4 一部分的版本） 是由 Hans Reiser 和他的在Namesys 的开发组共同开发设计的。Hans 和他的组员们相 信最好的文件系统是那些能够有助于创建独立的共享环境或者命名空间的文件系统，应 用程序可以在其中更直接、有效和有力地相互作用。为了实现 这一目标，文件系统就 应该满足其使用者对性能和功能方面的需要。那样，使用者就能够继续直接地使用文件 系统，而不必建造运行在文件系统之上（如数据库之 类）的特殊目的层。ReiserFS 使 用了特殊的优化 b* 平衡树（每个文件系统一个）来组织所有的文件系统数据。这为其 自身提供了非常不错的性能改进，也能够减轻文件系统设计上的人为约束。例如，现在 一个目录下 可以容纳 ext00,000 个子目录。另一个使用 b* 树的好处就是 ReiserFS 能够像大多其它的下一代文件系统一样，根据需要动态地分配索引节，而不必在文件系 统创建时建立固定的索引节。这有助于文件系统更灵活地适应其面临的各种存 储需 要，同时提供附加的空间有效率。 Reiserfs被看作是一个更加激进和现代的文件系统。传统的UNIX文件系统是按盘块 来进行空间分配的，对于目录和文件等的查找使用了简单的线性查 找。这些设计在当 时是合适的，但随着磁盘容量的增大和应用需求的增加，传统文件系统在存储效率，速 度和功能上已显落后。在reiserfs的下一版 reiser4中还提供了对事务的支持。在 [url]/v4/v4.html[/url] 中有reiser4的介绍和一个简单的 reiser4的性能测试。 ReiserFS的缺点：ReiserFS一个最受人批评的缺点是每升级一个版本，都将要将磁盘 重新格式化一次。你可以在[url]/[/url] 网站了解关于 ReiserFS 的更多信息。 xfs是一种非常优秀的日志文件系统，它是SGI公司设计的。xfs被称为业界最先进的、 最具可升级性的文件系统技术。它是一个全64位,快速、稳固的日 志文件系统，多年用 于SGI的IRIX操作系统。sgi决定支持Linux社区，将关键的基本架构技术授权于Linux。 它以开放资源形式发布了他们自己 拥有的xfs的源代码，并开始进行移植。此工作进展 得很快，目前已进入beta版阶段。作为一个64位文件系统，xfs可以支持超大数量的文 件（9g× 1gb，甚至更大的18g×1gb），可在大型 2d 和 3d 数据方面提供显着的性能 。xfs有能力预测其它文件系统薄弱环节，同时xfs提供了在不妨碍性能的情况下增强可 靠性和快速的事故恢复。SGI的xfs可为 linux和开放资源社区带来的新特性有：可升级 性：xfs被设计成可升级，以面对大多数的存储容量和i/o存储需求，可处理大型文件和 包含巨大数量文件 的大型目录，满足二十一世纪快速增长的磁盘需求。xfs有能力动态 地为文件分配索引空间，使系统形成高效支持大数量文件的能力。在它的支持下，用户 可使用 1exabyte （1g×1gb） 大的文件，远远大于现在最大的文件系统。优秀的i/o 性能：典型的现代服务器使用大型的条带式磁盘阵列，以提供达数gb/秒的总带宽。xfs 可以很好地满足I/O请求的大小和并发I/O请求的数量。 xfs 可作为root文件系统,并 被lilo支持.在NFS服务器上使用也没问题.支持软件磁盘阵列（RAID）和虚拟集群 （LVM）。SGI最新发布xfs为 1.0.1版.(在： [url]http:///projects/xfs/[/url] 可以下载它)。 Msdos：msdos 是在Dos、Windows和某些OS/2 操作系统上使用的一种文件系统，其名称 采用“8+3”的形式，即8个字符的文件名加上3个字符的扩展名。 umsdos：Linux下的扩展msdos文件系统驱动，支持长文件名、所有者、允许权限、连接 和设备文件。允许一个普通的msdo s文件系统用于Linux，而且无须为它建立单独的分 iso9660：标准CDROM文件系统，通用的Rock Ridge增强系统，允许长文件名。 Nfs：Sun公司推出的网络文件系统，允许多台计算机之间共享同一文件系统，易于从所 有这些计算机上存取文件。 Hpfs： High Performance File System（HPFS） 高性能文件系统（HPFS） HPFS是 Microsoft的LAN Manager中的文件系统，同时也是IBM的LAN Server和OS／2的文件系统 。HPFS能访问较大的硬盘驱动器，提供更多的组织特性并改善了文件系统的安全特性。 Smb:smb是一种支持 Windows for workgroups、Windows NT 和Lan Manager的基于SMB 协议的网络操作系统。
ZFS文件系统
/bonwick/zh/category/ZFS ZFS介绍文件系统的工作归结为：当被请求读取块时，它应该返回上次写到此块的数据。
如果它做不到这一点（由于磁盘脱机或数据已经被损坏或篡改），那么它应该能检测并返回错误。
难以置信的是，大多数文件系统未能做到这一点。
它们依赖底层硬件来检测和报告错误。
如果磁盘返回坏数据，一般文件系统甚至无法检测到这一点。
即使我们可以假设所有磁盘都是完美的，数据也很容易在传输中受到损坏：控制器bug、DMA 奇偶校验错误等等。
您知道的只是数据离开磁盘片时是完好无缺的。
如果将数据当作一个包，则这就像UPS 所说的那样，“我们保证您的包裹在我们包装时没有损坏”。
这根本不是您寻求的保证。
过程中的损坏不仅仅是一个学术问题：甚至像糟糕的供电这样的小事都可能导致无提示数据损坏。
任何昂贵的存储阵列都无法解决这个问题。
I/O 路径仍然易受攻击，但它变得更长：不管阵列存在什么样的硬件和固件bug，在离开磁盘片之后，数据必须要能够存活。
如果您位于SAN 上，您将使用磁盘固件读盘器设计的网络。
上帝保佑您。
怎么办？一种选择是在每个磁盘块中存储校验和。
大多数现代磁盘驱动器可以使用比通常的512 字节略大的扇区来格式化，通常是520 或528。
这些额外的字节可用于存放块校验块。
但有效利用此校验和要比想象中困难：校验和的有效性极大地依赖于它的存储位置和它的评估时间。
在许多存储阵列中（请参阅Dell|EMC PowerVault paper 中的一个典型示例，当中有这些问题的完整描述），数据与其阵列内的校验和进行比较。
不幸的是，这没有多少用处。
它不会检测常见的固件bug，比如幻象写（上一次写操作，但实际上从未对磁盘执行过），因为数据和校验和存储为单元，所以它们是自我一致的(self-consistent)，即使当磁盘返回坏数据时。
从阵列到主机的其他I/O 路径仍不受保护。
简而言之，这种块校验和提供了一种好的方法来确保阵列产品不会比它所包含的磁盘可靠性低，但也仅此而已。
ZFS文件系统Snapshot技术的分析
ＺＦＳ文件系统Ｓｎａｐｓｈｏｔ技术的分析摘要:快照是一种重要的存储数据的技术,可以在不停止应用程序的情况下对数据进行备份。
本文对Solaris平台下的ZFS文件系统中的快照技术进行了分析,介绍了快照的工作原理、实现技术及数据结构,并在ZFS中进行快照创建、数据恢复的实例分析,结果表明ZFS文件系统中的快照技术能避免数据的丢失,可以有效地保护该系统下的数据,并且在操作系统的实验教学中对文件系统的分析具有较大的实践意义。
关键词:快照;Copy-on-Write;ZFS;Solaris1引言随着计算机技术在各个领域的广泛应用,信息量迅速增长,越来越多的单位、公司以及个人对计算机数据的依赖性逐步增强,数据的损坏或者丢失将对用户造成不可弥补的损失。
为保护重要数据,用户不得不频繁地备份数据。
传统的数据备份是冷备份,需要停止系统运行才能进行,在备份期间,无法进行正常的数据访问。
但对于许多关键性的应用环境,如电子商务系统或者银行系统等,系统需要连续不断地运转,停机就意味着业务的停顿和商业机会的丢失,停止系统来进行数据备份就会造成难以估量的损失。
因此,如何在系统运行期间对系统数据进行备份,并保证数据版本的一致性就变得尤为重要。
Snapshot技术正是为了解决该问题提出的。
Snapshot能在不停止应用程序的情况下生成某一瞬间的数据映像,用户可以对该数据映像进行保存备份,当系统出现问题或者数据丢失时,用户可以安全方便地获得快照创建时刻的数据映像。
2Snapshot技术介绍Snapshot也称为快照,是本地保留的按时间点保存的数据映像。
产生一个文件系的Snapshot,并不是对所有数据块进行拷贝,只是对文件系统当前点的信息记录。
快照不能被直接访问,但是可以对它们执行克隆、备份、回滚等操作,通过这些操作,系统可以有效地保护数据。
Snapshot技术的实现方式目前有两种:即写即拷(Copy-on-Write)方式和分割镜像(Split-Mirror)方式。
什么是ZFS文件系统？ZFS概念及特点简介
什么是ZFS⽂件系统？ZFS概念及特点简介什么是 ZFS？ZFS(Zettabyte File System)是由SUN公司的Jeff Bonwick领导设计的⼀种基于Solaris的⽂件系统，最初发布于20014年9⽉14⽇。
SUN被Oracle收购后，现在称为Oracle Solaris ZFS。
ZFS全称是 Zettabyte File System，单个ZFS⽂件系统最多⽀持 256 quadrillion zettabytes (ZB), 1ZB等于2的70次⽅字节。
相对于传统的EXT、XFS、JFS、ReiserFS或NTFS，ZFS的⼀个重要侧重点就是突出了对数据完整性的保护。
ZFS ⽂件系统是⼀种⾰新性的新⽂件系统，可从根本上改变⽂件系统的管理⽅式，并具有⽬前⾯市的其他任何⽂件系统所没有的功能和优点。
ZFS 强健可靠、可伸缩、易于管理。
因为其先进性，ZFS被称为最后的操作系统，21世纪最好的操作系统，也曾经被苹果⽤于Mac OSX 10.5操作系统中，但是当Mac OSX10.6雪豹发布时，⼤家发现苹果完全弃⽤了ZFS。
原因可能是，当Oracle收购SUN时，Oracle⾃⼰已经有了开源⽂件系统BTRFS，外界认为它⽆⼒分⾝继续ZFS的开发；另⼀⽅⾯，Netapp称ZFS⽂件系统侵犯其WAFL专利技术，综合这些，苹果最终停⽌⽀持ZFS⽂件系统。
ZFS 池存储ZFS 使⽤存储池的概念来管理物理存储。
以前，⽂件系统是在单个物理设备的基础上构造的。
为了利⽤多个设备和提供数据冗余性，引⼊了卷管理器的概念来提供单个设备的表⽰，以便⽆需修改⽂件系统即可利⽤多个设备。
此设计增加了更多复杂性，并最终阻碍了特定⽂件系统的继续发展，因为这类⽂件系统⽆法控制数据在虚拟卷上的物理放置。
ZFS 可完全避免使⽤卷管理。
ZFS 将设备聚集到存储池中，⽽不是强制要求创建虚拟卷。
存储池说明了存储的物理特征（设备布局、数据冗余等），并充当可以从其创建⽂件系统的任意数据存储库。
高职院校开源虚拟化云计算平台的搭建实例
高职院校开源虚拟化云计算平台的搭建实例韩庆生，喻民权，王东桥（北京经济管理职业学院，北京 １０２６０２）［摘 要］ＳｍａｒｔＯＳ是一个Ｕｎｉｘ－ｌｉｋｅ的操作系统，它主要集成了ＯｐｅｎＳｏｌａｒｉｓ的技术以及Ｌｉｎｕｘ：ＺＦＳ＋ＤＴｒａｃｅ＋Ｚｏｎｅｓ＋ＫＶＭ，是一个免安装的、直接运行在内存的开源操作系统。
ＦＩＦＯ是一个优秀的Ｗｅｂ管理界面的虚拟机管理平台，二者的结合为搭建高效的开源虚拟化云计算平台提供了保证。
［关键词］云计算；云存储；虚拟化［ＤＯＩ］１０ １３９３９／ｊ ｃｎｋｉ ｚｇｓｃ ２０１７ ３０ ２２２ “云”是存在于互联网上的服务器集群上的资源，主要包括云计算、云存储等。
通常所说的云技术就是把日常信息、工具或是程序等放到互联网的虚拟空间里，以达到资源共享的目的，主要包括网络技术、整合技术、信息技术、应用技术和管理平台技术。
“云存储”是在云计算概念上延伸和发展出来的一个新的概念，它不是存储，而是服务。
１ ＰｒｏｊｅｃｔＦｉＦｏ＋ＳｍａｒｔＯＳ解决方案的可行性开源云平台开发项目很多，但对中小规模的虚拟化云计算教学实验平台来说，其部署的硬件成本和复杂性还有一定难度。
而ＰｒｏｊｅｃｔＦｉＦｏ＋ＳｍａｒｔＯＳ的出现，使简单化、产品化的云平台部署得以实现，且没有额外的版权费用，其目标是建立一个快速部署可全面管理的、可定制的、零接触的混合云。
２ 系统环境搭建及基本概念ＦＩＦＯ＋ＳｍａｒｔＯＳ可以安装到普通计算机上，ＳｍａｒｔＯＳ有ＵＳＢ、ＩＳＯ和ＶＭｗａｒｅ环境等安装介质，也可采用ＤＨＣＰ／ＰＸＥ启动方式，系统本身是免安装的，而且是只读的，启动后只需设置ＩＰ地址和存储池，即完成了系统安装。
其优势在于可用ＵＳＢ启动，升级时只需要下载一个新的ＳｍａｒｔＯＳ版本，写入Ｕ盘后重启。
ＳｍａｒｔＯＳ使用了ＺＦＳ文件系统，使用者不必关注硬盘大小和分区，安装时只需建立一个池，然后把硬盘依次加入。
ｚｐｏｏｌ存储工具方便了文件管理，每一个被创建的虚拟机都在一个独立管理的ｚｏｎｅ中，其特点是安全、隔离、虚拟、细粒度和透明，全局域ｇｌｏｂａｌｚｏｎｅ可访问和管理所有的ｚｏｎｅ，命令ｚｌｏｇｉｎ用于登录ｚｏｎｅ。
一种基于磁盘块的持续数据保护系统
Micr ocomputer Applica tions Vol. 27, No. 4, 2011文章编号：1007-757X(2011)04-0030-04研究与设计微型电脑应用2011 年第 27 卷第 4期一种基于磁盘块的持续数据保护系统申远南，游录金，闫鹤，田怡萌摘 要：数据重要性不断提高，对数据保护提出了越来越高的要求。
基于数据的细粒度保护，以最小的时间代价和存储代价 来保护数据，并以最少的数据损失量来恢复数据，则是数据保护的追求目标。
针对此需求，提出并设计实现了一套基于磁盘 块的持续数据保护系统。
该系统高效而灵活地实现了 Windows 操作系统下的磁盘数据的保护。
测试表明，该系统在使用时 对正常的业务影响很小；在灾难发生后可以在较短的时候内将数据恢复至可用状态。
关键词：持续数据保护(CDP)；iSCSI；Windows；快照 中图分类号：TP309.3 文献标识码：A0引言人类社会已进入信息时代， 越来越多的信息都以数字化 方式进行传输， 并由计算机进行处理和保存。
由于人为错误 操作、 计算机设备故障、 意外事故如火灾等都可能导致数据 的丢失，对数据进行保护则成为现代信息社会的根本需要。
目前数据备份仍然是使用最广泛的数据保护方式。
其基 本方法是定期把数据存储到后 备服务器。
由于这种以“ 固定 时间间隔” 进行备 份的保护方式的“ 间隔” 过长，会造成发生 事故时大量数据的丢失，而且恢复需时较长。
持续数据保护是一种最新发展的数据保护技术， 能够有 效克服传统备份技术的不足[1]。
它在不影响业务运行的前提 下，持续捕获目标数据所发生的改变， 并将其独立存放。
它 可以使系统将数据恢复到遭到破坏之前的任意一个时间点， 彻底消除 了传统备 份技术前一 次备份和 错误发生 时间中间 数据丢失的问题。
与传统技术相比， 它具有两个明显的优势： (1)可以 大大增加恢复时间点； (2)由于恢复 时间和恢复对象 的粒度更细，数据恢复也更加灵活。
ZFS是什么？使用ZFS的理由及特性介绍
ZFS是什么？使⽤ZFS的理由及特性介绍ZFS 的历史Z ⽂件系统(Z File System)（ZFS）是由 Matthew Ahrens 和 Jeff Bonwick 在 2001 年开发的。
ZFS 是作为太阳微系统(Sun MicroSystem) 公司的 OpenSolaris 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 的项⽬也启动了。
然⽽，由于 ZFS 是通⽤开发和发布许可证 (Common Development and Distribution License)（CDDL）许可的，它和 GNU 通⽤公共许可证不兼容，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。
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，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 这⼀项⽬。
该项⽬引领着 ZFS 的开源开发。
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。
ZFS 是什么，它有什么特性？正如前⾯所说过的，ZFS 是⼀个先进的⽂件系统。
分布式文件系统
• 缺点
– 数据一致性更加复杂 – 文件目录遍历操作效率低下 – 缺乏全局监控管理功能
• 典型代表
– Ivy, Farsite, Glusterfs
数据分布模式
• 算法分布(Load, RR, Hash)
– 负载优先算法 – RoundRobin算法 – Hash算法
• 复制(Replication)
• 国内产品
– – – – 中科蓝鲸BWFS 龙存Loongstor 余庆FastDFS 淘宝TFS
IBM GPFS
EMC ISILON
Panasas PanFS
WhamCloud Lustre
Clemson PVFS
Redhat GFS
Gluster Glusterfs
共享语义
语义 说明
UNIX语义 会话语义
一个文件上的每个操作对所有进 程是即时可见的 在文件关闭前，所有改动对其他 进程是不可见的
不可改变的文件 不允许更新文件，简化了共享和 复制 事务 所有改动都以原子方式发生
共享锁
锁类型 文件锁 说明 对整个文件文件加锁，大锁简化设计
记录锁 无锁
对一定范围的字节加锁，提高并发性 Lock-free，锁开销影响并行程序扩展 性，避免死锁和性能下降。设计原则： 采用类似事务机制、原子提交、无锁 数据结构
• 安全层次
– 安全通道：身份认证、消息的完整性和机密性 – 访问控制：访问授权、防火墙 – 安全管理：密钥管理、授权管理
典型案例
• 国外商业产品
– IBM GPFS, EMC ISILON, Panasas PanFS
• 国外开源系统
– WhamCloud Lustre, Redhat GFS, Gluster Glusterfs – Clemon PVFS, Sage Weil/Inktank Ceph, Apache HDFS