iXsystems, ο προγραμματιστής του έργου FreeNAS, σχετικά με σοβαρά προβλήματα με τη συμβατότητα ZFS με μερικούς από τους νέους σκληρούς δίσκους WD Red που κυκλοφόρησε η Western Digital με τεχνολογία SMR (Shingled Magnetic Recording). Στη χειρότερη περίπτωση, η χρήση ZFS σε προβληματικές μονάδες δίσκου θα μπορούσε να οδηγήσει σε απώλεια δεδομένων.
Προκύπτουν προβλήματα με τους δίσκους WD Red με χωρητικότητα από 2 έως 6 TB, που παράγονται από το 2018 και χρησιμοποιούν τεχνολογία για εγγραφή (Διαχείριση συσκευής με σάτσα μαγνητικής εγγραφής) και Ετικέτα EFAX (για δίσκους CMR χρησιμοποιείται το αναγνωριστικό EFRX). Western Digital στο blog του ότι οι μονάδες WD Red SMR έχουν σχεδιαστεί για χρήση σε NAS για οικιακές και μικρές επιχειρήσεις, οι οποίες δεν εγκαθιστούν περισσότερες από 8 μονάδες δίσκου και έχουν φορτίο 180 TB ετησίως, τυπικό για δημιουργία αντιγράφων ασφαλείας και κοινή χρήση αρχείων. Η προηγούμενη γενιά δίσκων WD Red και μοντέλων WD Red με χωρητικότητα 8 TB ή μεγαλύτερη, καθώς και δίσκοι από τις σειρές WD Red Pro, WD Gold και WD Ultrastar, συνεχίζουν να κατασκευάζονται με βάση την τεχνολογία CMR (Conventional Magnetic Recording). και η χρήση τους δεν προκαλεί προβλήματα με το ZFS.
Η ουσία της τεχνολογίας SMR είναι η χρήση μιας μαγνητικής κεφαλής σε έναν δίσκο, το πλάτος της οποίας είναι μεγαλύτερο από το πλάτος της διαδρομής, γεγονός που οδηγεί σε εγγραφή με μερική επικάλυψη του παρακείμενου ίχνους, δηλ. οποιαδήποτε επανεγγραφή έχει ως αποτέλεσμα την ανάγκη επανεγγραφής ολόκληρης της ομάδας κομματιών. Για τη βελτιστοποίηση της εργασίας με τέτοιους δίσκους, χρησιμοποιείται — ο χώρος αποθήκευσης χωρίζεται σε ζώνες που αποτελούν ομάδες μπλοκ ή τομέων, στις οποίες επιτρέπεται μόνο η διαδοχική προσθήκη δεδομένων με ενημέρωση ολόκληρης της ομάδας μπλοκ. Γενικά, οι μονάδες SMR είναι πιο ενεργειακά αποδοτικές, πιο προσιτές και παρουσιάζουν πλεονεκτήματα απόδοσης για διαδοχικές εγγραφές, αλλά καθυστερούν κατά την εκτέλεση τυχαίων εγγραφών, συμπεριλαμβανομένων λειτουργιών όπως η ανακατασκευή συστοιχιών αποθήκευσης.
Το DM-SMR υποδηλώνει ότι οι λειτουργίες ζωνών και διανομής δεδομένων ελέγχονται από τον ελεγκτή δίσκου και για το σύστημα ένας τέτοιος δίσκος μοιάζει με έναν κλασικό σκληρό δίσκο που δεν απαιτεί ξεχωριστούς χειρισμούς. Το DM-SMR χρησιμοποιεί έμμεση λογική διευθυνσιοδότηση μπλοκ (LBA, Logical Block Addressing), που θυμίζει τη λογική διευθυνσιοδότηση σε μονάδες SSD. Κάθε λειτουργία τυχαίας εγγραφής απαιτεί μια λειτουργία συλλογής σκουπιδιών στο παρασκήνιο, με αποτέλεσμα απρόβλεπτες διακυμάνσεις απόδοσης. Το σύστημα μπορεί να προσπαθήσει να εφαρμόσει βελτιστοποιήσεις σε τέτοιους δίσκους, πιστεύοντας ότι τα δεδομένα θα εγγραφούν στον καθορισμένο τομέα, αλλά στην πραγματικότητα οι πληροφορίες που εκδίδονται από τον ελεγκτή καθορίζουν μόνο τη λογική δομή και στην πραγματικότητα, κατά τη διανομή δεδομένων, ο ελεγκτής θα εφαρμόσει δικούς τους αλγόριθμους που λαμβάνουν υπόψη δεδομένα που είχαν εκχωρηθεί προηγουμένως. Επομένως, πριν χρησιμοποιήσετε δίσκους DM-SMR σε μια ομάδα ZFS, συνιστάται να εκτελέσετε μια λειτουργία μηδενισμού και επαναφοράς τους στην αρχική τους κατάσταση.
Η Western Digital συμμετείχε στην ανάλυση των συνθηκών υπό τις οποίες προκύπτουν προβλήματα, η οποία, μαζί με την iXsystems, προσπαθεί να βρει μια λύση και να προετοιμάσει μια ενημέρωση υλικολογισμικού. Πριν από τη δημοσίευση συμπερασμάτων σχετικά με την επίλυση των προβλημάτων, οι μονάδες δίσκου με το νέο υλικολογισμικό σχεδιάζονται να δοκιμαστούν σε αποθηκευτικούς χώρους υψηλού φορτίου με FreeNAS 11.3 και TrueNAS CORE 12.0. Αναφέρεται ότι λόγω διαφορετικών ερμηνειών του SMR από διαφορετικούς κατασκευαστές, ορισμένοι τύποι μονάδων SMR δεν αντιμετωπίζουν προβλήματα με το ZFS, αλλά οι δοκιμές που πραγματοποιούνται από την iXsystems επικεντρώνονται μόνο στον έλεγχο των δίσκων WD Red που βασίζονται στην τεχνολογία DM-SMR και για SMR οδηγεί απαιτείται πρόσθετη έρευνα.
Επί του παρόντος, τα προβλήματα με το ZFS έχουν αποδειχθεί και έχουν επαναληφθεί σε δοκιμές για τουλάχιστον μονάδες WD Red 4TB WD40EFAX με υλικολογισμικό 82.00A82 και μετάβαση σε κατάσταση αστοχίας υπό υψηλό φορτίο εγγραφής, για παράδειγμα, κατά την εκτέλεση ανακατασκευής αποθήκευσης μετά την προσθήκη μιας νέας μονάδας δίσκου στη συστοιχία (επαναστροφή). Πιστεύεται ότι το πρόβλημα παρουσιάζεται σε άλλα μοντέλα WD Red με το ίδιο υλικολογισμικό. Όταν παρουσιαστεί ένα πρόβλημα, ο δίσκος αρχίζει να επιστρέφει έναν κωδικό σφάλματος IDNF (Το αναγνωριστικό τομέα δεν βρέθηκε) και καθίσταται άχρηστος, ο οποίος αντιμετωπίζεται στο ZFS ως αποτυχία δίσκου και μπορεί να οδηγήσει σε απώλεια δεδομένων που είναι αποθηκευμένα στο δίσκο. Εάν αποτύχουν πολλοί δίσκοι, ενδέχεται να χαθούν δεδομένα σε ένα vdev ή ένα pool. Σημειώνεται ότι οι αναφερόμενες βλάβες συμβαίνουν αρκετά σπάνια - από περίπου χίλια συστήματα FreeNAS Mini που πωλήθηκαν και ήταν εξοπλισμένα με προβληματικούς δίσκους, το πρόβλημα εμφανίστηκε σε συνθήκες εργασίας μόνο μία φορά.
Πηγή: opennet.ru