ZFS 스토리지 만들기

박   
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1. 목표

 - 사무실에서 사용 할 저렴한 가격에 안정적인 스토리지 획득


 - RAID5, 1TB 6개로 5TB용량 확보


 - 안정적인 디스크컨트롤러 확보

 

 

 

2. 소프트웨어 선택

 - ZFS를 사용가능한 OS
 FreeBSD, FreeNAS, Solaris, OpenSolaris, Nexentar


 - Solaris, OpenSolaris, Nexentar
 ZFS의 원조라는 장점이 있지만, Solaris는 상용으로 돌아섰으며, Opensolaris는 지원이 끊긴지 오래됐고, 넥센타는 솔라리스계열이라 하드웨어 지원이 빈약함, 신형 칩셋들(디스크컨트롤러)을 지원 못함.


 - FreeNAS
 FreeBSD기반, APM(Apache, PHP, MySQL) 설치할것이라면 FReeBSD가 낫다는 판단.


 - FreeBSD
 현재 8.2릴리즈와 9.0RC1이 나와있는데, 안정성면에서 8.2릴리즈 선택, 설치 후 8.2-STABLE 로 업그레이드하면 ZFS 28로 업그레이드됨

 

 

 

3. 하드웨어 선택

 - CPU
 소프트웨어레이드의 특성상 어느정도의 CPU연산능력 필요, Deduplication을 사용안한다면 듀얼코어로 충분함
 

 - RAM
 ZFS의 메모리 활용 특성상 4G 이상 권장


 - Mainboard
 대역폭이 보장된 많은 내장 SATA포트, 안정성

 

 - 하드웨어정보
 메인보드 : Supermicro X7SB3
 CPU  : Intel Dualcore CPU  E2200  @ 2.20GHz
 RAM  : 2G * 3
 HDD  : 1TB * 6
 OS-HDD  : 64G SSD(SLC) (SAMSUNG MCCOE64G8MPP-0VA PS105006 )

 

 - HDD 상세정보
 da0: <ATA ST31000340NS SN05> Fixed Direct Access SCSI-5 device
 da1: <ATA ST31000340NS SN05> Fixed Direct Access SCSI-5 device
 da2: <ATA Hitachi HDT72101 A31B> Fixed Direct Access SCSI-5 device
 da3: <ATA Hitachi HDT72101 A31B> Fixed Direct Access SCSI-5 device
 da4: <ATA Hitachi HDT72101 A31B> Fixed Direct Access SCSI-5 device
 da5: <ATA ST31000340NS SN05> Fixed Direct Access SCSI-5 device 

 

 

 

4. OS 설치 및 업데이트

 - 이미지 다운받아서 CD에 구워 설치
 http://ftp.kaist.ac.kr/FreeBSD/ISO-IMAGES-amd64/8.2/FreeBSD-8.2-RELEASE-amd64-disc1.iso

 

 - 설치 매뉴얼

http://www.kr.freebsd.org/doc/KoreanFreeBSDHandbook/

http://www.freebsd.org/doc/handbook/install.html


 - 시스템 업데이트
 업데이트 후 ZFS 버전 업그레이드


 - 업데이트 전 ZFS 버전
 [ys ~ # ] zpool upgrade -v
 This system is currently running ZFS pool version 15.
 
 The following versions are supported:
 
 VER  DESCRIPTION
 ---  --------------------------------------------------------
  1   Initial ZFS version
  2   Ditto blocks (replicated metadata)
  3   Hot spares and double parity RAID-Z
  4   zpool history
  5   Compression using the gzip algorithm
  6   bootfs pool property
  7   Separate intent log devices
  8   Delegated administration
  9   refquota and refreservation properties
  10  Cache devices
  11  Improved scrub performance
  12  Snapshot properties
  13  snapused property
  14  passthrough-x aclinherit
  15  user/group space accounting
 For more information on a particular version, including supported releases, see:
 
 http://www.opensolaris.org/os/community/zfs/version/N
 
 Where 'N' is the version number.

 [ys ~ # ] zfs upgrade -v
 The following filesystem versions are supported:
 
 VER  DESCRIPTION
 ---  --------------------------------------------------------
  1   Initial ZFS filesystem version
  2   Enhanced directory entries
  3   Case insensitive and File system unique identifer (FUID)
  4   userquota, groupquota properties
 
 For more information on a particular version, including supported releases, see:
 
 http://www.opensolaris.org/os/community/zfs/version/zpl/N
 
 Where 'N' is the version number.


 - 업데이트 후 ZFS 버전
 This system is currently running ZFS pool version 28.
 
 The following versions are supported:
 
 VER  DESCRIPTION
 ---  --------------------------------------------------------
  1   Initial ZFS version
  2   Ditto blocks (replicated metadata)
  3   Hot spares and double parity RAID-Z
  4   zpool history
  5   Compression using the gzip algorithm
  6   bootfs pool property
  7   Separate intent log devices
  8   Delegated administration
  9   refquota and refreservation properties
  10  Cache devices
  11  Improved scrub performance
  12  Snapshot properties
  13  snapused property
  14  passthrough-x aclinherit
  15  user/group space accounting
  16  stmf property support
  17  Triple-parity RAID-Z
  18  Snapshot user holds
  19  Log device removal
  20  Compression using zle (zero-length encoding)
  21  Deduplication
  22  Received properties
  23  Slim ZIL
  24  System attributes
  25  Improved scrub stats
  26  Improved snapshot deletion performance
  27  Improved snapshot creation performance
  28  Multiple vdev replacements
 
 For more information on a particular version, including supported releases,
 see the ZFS Administration Guide.
 
 [ys ~ # ] zfs  upgrade -v
 The following filesystem versions are supported:
 
 VER  DESCRIPTION
 ---  --------------------------------------------------------
  1   Initial ZFS filesystem version
  2   Enhanced directory entries
  3   Case insensitive and File system unique identifier (FUID)
  4   userquota, groupquota properties
  5   System attributes
 
 For more information on a particular version, including supported releases,
 see the ZFS Administration Guide.

 

 

 

5. ZFS 설치 

 - 볼륨 만들기 및 마운트

 [ys ~ # ] zpool create ZFS raidz da0 da1 da2 da3 da4 da5

 

 - ZFS 시작프로그램 등록

 [ys ~ # ] echo 'zfs_enable="YES"' >> /etc/rc.conf

 

 

6. ZFS 설치 확인 및 어플리케이션 설치

 - ZFS 상태 확인
 [ys ~ # ] zpool list
 NAME   SIZE  ALLOC   FREE    CAP  DEDUP  HEALTH  ALTROOT
 ZFS   5.44T  1.14T  4.30T    20%  1.00x  ONLINE  -

 

 [ys ~ # ] df -h
 Filesystem     Size    Used   Avail Capacity  Mounted on
 /dev/ad0s1a     12G    543M     10G     5%    /
 devfs          1.0k    1.0k      0B   100%    /dev
 /dev/ad0s1e     28G      5G     21G    19%    /usr
 /dev/ad0s1d    9.7G    173M    8.8G     2%    /var
 ZFS            4.5T    969G    3.5T    21%    /ZFS

 

 [ys ~ # ] zpool status
   pool: ZFS
  state: ONLINE
  scan: none requested
 config:
 
  NAME        STATE     READ WRITE CKSUM
  ZFS         ONLINE       0     0     0
    raidz1-0  ONLINE       0     0     0
      da0     ONLINE       0     0     0
      da1     ONLINE       0     0     0
      da2     ONLINE       0     0     0
      da3     ONLINE       0     0     0
      da4     ONLINE       0     0     0
      da5     ONLINE       0     0     0
 
 errors: No known data errors
 
 [ys ~ # ] zpool get all ZFS
 NAME  PROPERTY       VALUE       SOURCE
 ZFS   size           5.44T       -
 ZFS   capacity       20%         -
 ZFS   altroot        -           default
 ZFS   health         ONLINE      -
 ZFS   guid           3165830405713802798  default
 ZFS   version        28          default
 ZFS   bootfs         -           default
 ZFS   delegation     on          default
 ZFS   autoreplace    off         default
 ZFS   cachefile      -           default
 ZFS   failmode       wait        default
 ZFS   listsnapshots  off         default
 ZFS   autoexpand     off         default
 ZFS   dedupditto     0           default
 ZFS   dedupratio     1.00x       -
 ZFS   free           4.30T       -
 ZFS   allocated      1.14T       -
 ZFS   readonly       off         -

 

 [ys ~ # ] zfs get all ZFS
 NAME  PROPERTY              VALUE                SOURCE
 ZFS   type                  filesystem           -
 ZFS   creation              월 10 31 17:59 2011  -
 ZFS   used                  969G                 -
 ZFS   available             3.50T                -
 ZFS   referenced            969G                 -
 ZFS   compressratio         1.00x                -
 ZFS   mounted               yes                  -
 ZFS   quota                 none                 default
 ZFS   reservation           none                 default
 ZFS   recordsize            128K                 default
 ZFS   mountpoint            /ZFS                 default
 ZFS   sharenfs              off                  default
 ZFS   checksum              on                   default
 ZFS   compression           off                  default
 ZFS   atime                 on                   default
 ZFS   devices               on                   default
 ZFS   exec                  on                   default
 ZFS   setuid                on                   default
 ZFS   readonly              off                  default
 ZFS   jailed                off                  default
 ZFS   snapdir               hidden               default
 ZFS   aclmode               discard              default
 ZFS   aclinherit            restricted           default
 ZFS   canmount              on                   default
 ZFS   xattr                 off                  temporary
 ZFS   copies                1                    default
 ZFS   version               5                    -
 ZFS   utf8only              off                  -
 ZFS   normalization         none                 -
 ZFS   casesensitivity       sensitive            -
 ZFS   vscan                 off                  default
 ZFS   nbmand                off                  default
 ZFS   sharesmb              off                  default
 ZFS   refquota              none                 default
 ZFS   refreservation        none                 default
 ZFS   primarycache          all                  default
 ZFS   secondarycache        all                  default
 ZFS   usedbysnapshots       0                    -
 ZFS   usedbydataset         969G                 -
 ZFS   usedbychildren        20.9M                -
 ZFS   usedbyrefreservation  0                    -
 ZFS   logbias               latency              default
 ZFS   dedup                 off                  default
 ZFS   mlslabel                                   -
 ZFS   sync                  standard             default
 ZFS   refcompressratio      1.00x  
 
 - 어플리케이션 설치
 [ys ~ # ] pkg_add -r samba
 Fetching ftp://ftp.freebsd.org/pub/FreeBSD/ports/amd64/packages-8-stable/Latest/samba.tbz... Done.

 

 

 

7. 성능시험

 - 스크립트
 dd if=/dev/zero of=/ZFS/test01 bs=1024k count=1000
 dd if=/dev/zero of=/ZFS/test01 bs=1024k count=2000
 dd if=/dev/zero of=/ZFS/test01 bs=1024k count=4000
 dd if=/dev/zero of=/ZFS/test01 bs=1024k count=8000
 time bonnie -s 1024 -d /ZFS
 time bonnie -s 2048 -d /ZFS
 time bonnie -s 4096 -d /ZFS
 time bonnie -s 8192 -d /ZFS


 - dd 시험 결과

 1회 : 1048576000 bytes transferred in  3.311334 secs (316662698 bytes/sec)
 2회 : 2097152000 bytes transferred in  7.727088 secs (271402630 bytes/sec)
 3회 : 4194304000 bytes transferred in 16.621016 secs (252349435 bytes/sec)
 4회 : 8388608000 bytes transferred in 31.444447 secs (266775497 bytes/sec)

 - bonnie 시험 결과
                  -------Sequential Output-------- ---Sequential Input-- --Random--
                     -Per Char- --Block--- -Rewrite-- -Per Char- --Block--- --Seeks---
                  MB K/sec %CPU K/sec %CPU K/sec %CPU K/sec %CPU K/sec %CPU  /sec %CPU
 1회 :          1024 167482 68.3 170106 51.2 192174 70.4 230958 99.5 986913 94.1 104835.5 170.4
 2회 :          2048 146949 59.2 197874 64.1 132736 50.9 194864 87.9 381413 54.1 458.3  1.6
 3회 :          4096 161796 67.0 196955 64.7 136108 53.3 173639 81.0 363994 52.1 216.9  1.2
 4회 :          8192 162792 67.2 187785 61.6 133866 53.0 173529 81.6 382054 54.0 164.5  1.0

 

 - 시험중 시스템 상태
 [ys ~ # ] vmstat 1
  procs      memory      page                    disks     faults         cpu
  r b w     avm    fre   flt  re  pi  po    fr  sr ad0 da0   in   sy   cs us sy id
  2 0 0    738M   289M     0   0   0   0 82694   0   0  46  241 41518 6367  0 54 46
  1 0 0    738M   282M    66   0   0   0 149547   0   0 647 3077 9978 25296  1 95  4
  1 0 0    738M   221M     0   0   0   0 75278   0   0  41  250 36666 6804  0 59 41
  1 0 0    738M   286M    12   0   0   0 185231   0   0 508 3068 28971 26960  0 80 19
  2 0 0    738M   268M     0   0   0   0 121960   0   0 365 1838 19188 15595  0 81 19
  1 0 0    738M   285M     3   0   0   0 120820   0   0 259 1504 40534 16231  2 61 37
  2 0 0    738M   279M     6   0   0   0 147139   0   0 626 2907 11167 24565  1 93  6
  1 0 0    738M   218M    36   0   0   0 81377   0   0  60 1144 42255 11208  3 61 36
  1 0 0    738M   282M     0   0   0   0 174121   0   0 521 3017 24227 26570  0 83 17
  2 0 0    738M   250M     9   0   0   0 100255   0   0 270 1351 24553 11705  1 76 24
  2 0 0    738M   282M     1   0   0   0 142577   0   0 336 2198 35206 20491  1 70 29
  1 0 0    738M   265M     1   0   0   0 133733   0   0 533 2764 13620 21705  1 91  8
  1 0 0    738M   281M     0   0   0   0 99956   0   0 132  904 41003 11736  2 57 42
  2 0 0    738M   276M     0   0   0   0 146644   0   0 634 2989 9659 22534  0 91  9
  1 0 0    738M   280M   108   0   0  18 83950   0  22  81 1274 44865 11499  3 54 43
  1 0 0    738M   277M     2   0   0   0 151835   0   3 635 2845 12526 21737  0 98  2
  1 0 0    738M   213M     0   0   0   0 76730   0   0  65  440 33713 8346  0 64 36
  1 0 0    738M   276M     2   0   0   0 173750   0   0 550 2959 24705 24278  0 76 24
  2 0 0    738M   237M     0   0   0   0 91778   0   0 167  772 29615 8592  0 75 25
  2 0 0    738M   276M     4   0   0   0 162449   0   7 421 2351 31842 21850  1 67 32
  1 0 0    738M   272M     0   0   0   0 146013   0   0 634 2822 9553 22894  0 93  7
 
 [ys ~ # ] iostat ad0 da0 da1 da2 da3 da4 da5 1
        tty             ad0              da0              da1              da2              da3              da4              da5             cpu
  tin  tout  KB/t tps  MB/s   KB/t tps  MB/s   KB/t tps  MB/s   KB/t tps  MB/s   KB/t tps  MB/s   KB/t tps  MB/s   KB/t tps  MB/s  us ni sy in id
    0   238  2.00   1  0.00  38.92 950 36.11  38.04 972 36.11  29.19 1267 36.11  29.40 1258 36.10  28.65 1291 36.11  41.68 887 36.11   0  0 83  3 14
    0   524  0.00   0  0.00  113.29 289 32.02  113.24 271 30.02  113.10 292 32.29  113.06 283 31.29  113.31 303 33.56  113.24 300 33.21   0  0 78  2 20
    0   238  0.00   0  0.00  103.26 403 40.61  104.71 417 42.61  102.81 402 40.33  103.55 409 41.33  101.59 394 39.06  101.97 396 39.41   0  0 72  3 25
    0   233  0.00   0  0.00  113.19 343 37.89  113.07 325 35.90  113.08 378 41.76  112.98 364 40.21  113.27 395 43.68  113.08 347 38.29   0  0 77  3 20
    0   237  0.00   0  0.00  95.48 354 33.05  98.26 365 35.07  93.60 319 29.12  95.94 328 30.68  91.95 303 27.17  97.59 342 32.64   0  0 70  1 30
    0   390  0.00   0  0.00  112.43 371 40.73  111.96 354 38.70  112.23 387 42.40  112.53 383 42.08  112.08 344 37.65  112.86 363 40.00   0  0 76  3 21
    0   236  0.00   0  0.00  99.88 329 32.12  100.96 346 34.14  99.81 312 30.44  101.83 309 30.76  100.60 358 35.20  99.70 337 32.84   0  0 68  3 29
    0   232  0.00   0  0.00  113.61 420 46.55  113.57 391 43.32  113.73 420 46.59  113.78 468 52.04  113.37 393 43.47  113.45 405 44.82   0  0 82  1 16
    0   237  0.00   0  0.00  96.66 255 24.06  99.40 281 27.25  95.36 258 24.01  91.80 207 18.56  97.24 286 27.13  98.92 267 25.77   0  0 63  0 36
    0   232  0.00   0  0.00  113.54 544 60.37  113.51 550 61.02  113.53 601 66.68  113.40 630 69.81  113.52 583 64.67  113.53 589 65.35   1  0 87  2 10
    0   238  0.00   0  0.00  71.07 137  9.50  70.79 128  8.84  40.29  81  3.18   0.87  50  0.04  51.14 104  5.19  51.27  90  4.50   2  0 53  2 43
    0   142  0.00   0  0.00  113.18 625 69.10  113.27 603 66.68  113.00 626 69.10  113.00 626 69.10  113.99 616 68.62  113.18 625 69.10   1  0 91  3  6
    0   195  0.00   0  0.00  64.25 105  6.62  74.44 118  8.56  64.74 108  6.82  67.71 105  6.92  63.15 114  7.06  65.06 101  6.39   3  0 62  3 32
    0   231  0.00   0  0.00  106.44 598 62.14  106.96 596 62.24  106.37 596 61.89  107.04 591 61.76  106.00 600 62.09  106.54 600 62.41   0  0 80  3 17
    0   237  0.00   0  0.00  111.38 156 17.00  110.97 142 15.42  112.08 177 19.39  111.90 172 18.82  112.10 174 19.07  111.89 164 17.95   0  0 70  0 29
    0   235  0.00   0  0.00  104.47 517 52.76  105.73 526 54.31  105.39 489 50.38  106.14 491 50.94  104.18 498 50.70  105.83 501 51.81   0  0 74  3 23
 
 

 

8. 결론

 - ZFS는 쓸만하다.

 

 - 허접한 강좌라도 쓰기는 어렵다.
 

 

 

 

* 장비 외관

 

 

 
한성택 2011-11
수고 하셨습니다...
윤치열 2011-11
어익후~
포시퓨 2011-11
4핀 전원===>sata 전원  이거연결 부위를 케이블 타이로 연결해주심 좋습니다...
전에 저게 느슨해지더니 스파크가 튀더군요 하드 날려먹었던...뉴뉴
     
박 2011-11
좋은정보 고맙습니다. ^^
NeXT 2011-11
제가 생각하고 있는 스토리지와 아주 유사합니다.

궁금한 점이 있습니다.

OS디스크를 SSD로 구성하신 이유가 있으신지요? -> 저는 OS는 USB 메모리 스틱정도로만 구성하려 했습니다.
On-board의 6개 Sata port를 모두 Data용으로 할당하고 싶어서요.
     
박 2011-11
마침 적절한 SLC SSD가 있어서 그냥 싱글로 OS만 깔았습니다.

그나마 디스크IO가 좀 있을만한것들은 모두 ZFS파티션으로 옮겼습니다.

당장 죽어도 그리 큰 문제는 없는서버라, SLC이니 한 이삼년 잘 버텨주겠지하고 기대하고있습니다.

그리고 USB도 생각을 해보긴 했는데 아무래도 안정성괜찮은 USB를 찾기 어려워 포기했습니다.
miak 2011-11
FreeBSD 쓰다가 컴파일하는게 너무 귀찮아서 리눅스로 외도중인데 역시 ZFS 쓰다가 리눅스 와보니 파일시스템이 무척 실망스럽긴 합니다. 유일하게 ZFS 와 대적가능하다는 btrfs 는 아직 걸음마단계고, LVM+ext4 는 ZFS 에서 간단하게 한줄로 끝나는것들을 이래저래 복잡하게 해야되고요. 그래서, 결국 현재 native ZFS 리눅스버전 쓰는중인데 리눅스버전은 속도가 많이 딸리네요. FreeBSD 8-stable 은 stable 이란 딱지가 붙긴 했지만, 그래도 테스팅버전인건 매한가지라 FreeBSD 9 나오기만 기다리고 나오면 다시 갈아탈 생각입니다. 물론, 그전에 btrfs 제대로된 정식버전이 등장하면 리눅스를 죽 사용할수도 있고요.(apt-get 너무 간단하고 편하네요.ㅜㅜ)
     
박 2011-11
저도 9.0베타나오고 좀 기다릴까 고민하다가 그냥 8.2스테이블로 결정했습니다.

솔라리스와 넥센타, 프리나스도 많은 유혹이 있더군요.

어제 솔라리스11 릴리즈됐다는 소식을 듣고는 또 갈아엎을까하는 마음이 꿈틀하더군요. ^^

아직까지 별 문제 없네요, 운영도중 뻑나거나 문제발생하면 바로 보고하도록하겠습니다. ^^
     
김종성 2011-11
테스트용 버전은 -current라고 따로 있습니다. -stable은 -current에서 이미 검증이 된 feature만을 가지고 있는거구요. -stable의 특정 시점에 snapshot을 떠서 release 버전을 냅니다. ㅋ 그런 의미로 테스팅을 말씀하신게 아닐수도 있는데.. 그냥 오랜만에 FreeBSD 이야기가 나오니 반가워서 함 써봅니다. ^^
영원한혁신 2011-12
박영선님!  이 스토리지의 "데이터"의 "백업(backup)"은 어떤 방법이나 수단을 구상 중이십니까?
     
박 2012-01
프비에서는 rsync, 윈도우에서는 삼바기반에 synctoy같은것을 씁니다.
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