iXsystems، مطور مشروع FreeNAS، حول المشكلات الخطيرة المتعلقة بتوافق ZFS مع بعض محركات الأقراص الثابتة WD Red الجديدة التي أصدرتها Western Digital باستخدام تقنية SMR (التسجيل المغناطيسي المغطى). في أسوأ السيناريوهات، قد يؤدي استخدام ZFS على محركات الأقراص التي بها مشكلات إلى فقدان البيانات.
تنشأ مشاكل مع محركات أقراص WD Red ذات السعات التي تتراوح من 2 إلى 6 تيرابايت، والتي تم إنتاجها منذ عام 2018، والتي تستخدم تقنية التسجيل (التسجيل المغناطيسي المتأرجح المُدار بواسطة الجهاز) و تسمية EFAX (بالنسبة لأقراص CMR، يتم استخدام معرف EFRX). ويسترن ديجيتال في مدونته، تم تصميم محركات أقراص WD Red SMR للاستخدام في NAS للمنزل والشركات الصغيرة، والتي تقوم بتثبيت ما لا يزيد عن 8 محركات أقراص ويبلغ حملها 180 تيرابايت سنويًا، وهو نموذجي للنسخ الاحتياطي ومشاركة الملفات. يستمر تصنيع الجيل السابق من محركات أقراص WD Red ونماذج WD Red بسعة 8 تيرابايت أو أكثر، بالإضافة إلى محركات الأقراص من خطوط WD Red Pro وWD Gold وWD Ultrastar، استنادًا إلى تقنية CMR (التسجيل المغناطيسي التقليدي). واستخدامها لا يسبب مشاكل مع ZFS.
جوهر تقنية SMR هو استخدام رأس مغناطيسي على القرص، يكون عرضه أكبر من عرض المسار، مما يؤدي إلى التسجيل مع تداخل جزئي للمسار المجاور، أي. تؤدي أي إعادة تسجيل إلى الحاجة إلى إعادة تسجيل مجموعة المسارات بأكملها. لتحسين العمل مع محركات الأقراص هذه، يتم استخدامه - يتم تقسيم مساحة التخزين إلى مناطق تشكل مجموعات من الكتل أو القطاعات، حيث يُسمح فقط بإضافة البيانات بشكل تسلسلي مع تحديث مجموعة الكتل بأكملها. بشكل عام، تعد محركات الأقراص SMR أكثر كفاءة في استخدام الطاقة، وبأسعار معقولة، وتظهر فوائد الأداء لعمليات الكتابة المتسلسلة، ولكنها تتأخر عند إجراء عمليات الكتابة العشوائية، بما في ذلك عمليات مثل إعادة بناء صفائف التخزين.
يعني DM-SMR أنه يتم التحكم في عمليات تقسيم المناطق وتوزيع البيانات بواسطة وحدة التحكم بالقرص وبالنسبة للنظام، يبدو هذا القرص وكأنه قرص ثابت كلاسيكي لا يتطلب معالجة منفصلة. يستخدم DM-SMR معالجة الكتلة المنطقية غير المباشرة (LBA، معالجة الكتلة المنطقية)، مما يذكرنا بالعنونة المنطقية في محركات أقراص SSD. تتطلب كل عملية كتابة عشوائية عملية تجميع البيانات المهملة في الخلفية، مما يؤدي إلى تقلبات غير متوقعة في الأداء. قد يحاول النظام تطبيق التحسينات على هذه الأقراص، معتقدًا أنه سيتم كتابة البيانات إلى القطاع المحدد، ولكن في الواقع تحدد المعلومات الصادرة عن وحدة التحكم البنية المنطقية فقط وفي الواقع، عند توزيع البيانات، ستطبق وحدة التحكم الخوارزميات الخاصة التي تأخذ في الاعتبار البيانات المخصصة مسبقًا. لذلك، قبل استخدام أقراص DM-SMR في تجمع ZFS، يوصى بإجراء عملية لتصفيرها وإعادة تعيينها إلى حالتها الأصلية.
وقد شاركت شركة Western Digital في تحليل الظروف التي تنشأ فيها المشكلات، والتي تحاول بالتعاون مع iXsystems إيجاد حل وإعداد تحديث للبرنامج الثابت. قبل نشر الاستنتاجات حول إصلاح المشكلات، من المقرر اختبار محركات الأقراص المزودة بالبرنامج الثابت الجديد على وحدات تخزين عالية التحميل باستخدام FreeNAS 11.3 وTrueNAS CORE 12.0. يُذكر أنه نظرًا للتفسيرات المختلفة لـ SMR من قبل الشركات المصنعة المختلفة، فإن بعض أنواع محركات أقراص SMR لا تواجه مشكلات مع ZFS، ولكن الاختبار الذي أجرته iXsystems يركز فقط على فحص محركات أقراص WD Red استنادًا إلى تقنية DM-SMR، ولـ SMR محركات الأقراص مطلوب بحث إضافي.
حاليًا، تم إثبات وتكرار مشاكل ZFS في الاختبارات لمحركات الأقراص WD Red 4TB WD40EFAX على الأقل مع البرامج الثابتة 82.00A82 و الانتقال إلى حالة الفشل في ظل تحميل الكتابة العالي، على سبيل المثال، عند إجراء إعادة بناء التخزين بعد إضافة محرك أقراص جديد إلى المصفوفة (إعادة الفضة). يُعتقد أن المشكلة تحدث في طرز WD Red الأخرى التي تحتوي على نفس البرنامج الثابت. عند حدوث مشكلة، يبدأ القرص في إرجاع رمز خطأ IDNF (لم يتم العثور على معرف القطاع) ويصبح غير قابل للاستخدام، وهو ما يتم التعامل معه في ZFS على أنه فشل في القرص ويمكن أن يؤدي إلى فقدان البيانات المخزنة على القرص. إذا فشلت أقراص متعددة، فقد يتم فقدان البيانات الموجودة في vdev أو التجمع. تجدر الإشارة إلى أن حالات الفشل المذكورة تحدث نادرًا جدًا - من بين حوالي ألف نظام FreeNAS Mini المُباع والمجهز بأقراص بها مشكلات، ظهرت المشكلة مرة واحدة فقط في ظروف العمل.
المصدر: opennet.ru