ZFS文件系统中的RAIDZ技术：如何解决传统RAID的痛点

ZFS文件系统中的RAIDZ技术：如何解决传统RAID的痛点

引用

CSDN

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https://blog.csdn.net/liuyun2113/article/details/9961289

ZFS（Zettabyte File System）是一种先进的文件系统和逻辑卷管理器，由Sun Microsystems开发。它以其数据完整性、可扩展性和集成的RAID功能而闻名。本文将深入探讨ZFS中的RAIDZ技术，对比传统RAID方式，解释其独特优势。

标准的奇偶校验RAID

要理解RAIDZ，首先需要了解基本的RAID技术，比如RAID-5和RAID-6。让我们来看看RAID-5的布局：至少需要3个磁盘来实现，在其中的2个磁盘上，数据是条带化的，奇偶校验位Dp通过D1 XOR D2计算得到，然后将Dp校验位写入磁盘。这样，即使其中一块磁盘受损，也可以通过计算恢复原始数据。

然而，RAID-5存在一个关键问题：写入漏洞（Write hole）。当写入数据时突然断电，奇偶校验位可能还没有写入磁盘，导致数据不一致。这个问题在所有带有奇偶校验的RAID阵列中都存在，软件解决方案往往速度慢且不可靠。因此，管理员更倾向于使用昂贵的硬件RAID卡，配备电池备份。

另一个问题是性能：如果写入的数据大小小于条带大小，需要从条带的其他部分读出并重新计算奇偶校验，这会导致读写延迟。为了解决这个问题，通常需要昂贵的NVRAM硬件RAID卡。

ZFS RAIDZ

ZFS的RAIDZ通过动态条带宽度解决了这些问题。每个事务刷新到磁盘的块都有其自己的宽度，每次RAIDZ写入都是一个完整的磁条写，校验位会随元数据一起刷入磁盘，从而避免了写入漏洞。这意味着断电时，磁盘要么完全写入数据，要么完全没有写入，保持了数据一致性。

下图展示了RAID-5和RAIDZ校验位的分布差异：

标准RAID的奇偶校验逻辑简单，但不适合动态条带宽度。RAIDZ需要通过ZFS元数据来确定每次读取的RAIDZ大小。由于ZFS将文件系统和RAID紧密结合，它能够读取正在使用的活数据，而不需要担心死数据或未分配的磁盘空间。这使得ZFS在某些情况下比传统RAID更快，且不需要昂贵的NVRAM缓冲或备用电池。

ZFS让存储系统回归到“廉价磁盘冗余阵列”的初衷，推荐使用低成本的SATA磁盘，而不是昂贵的光纤通道或SAS磁盘。

本文原文来自CSDN