La empresa iXsystems, que desarrolla el proyecto FreeNAS, ha señalado problemas graves de compatibilidad del ZFS con algunos de los nuevos discos duros WD Red, fabricados por Western Digital utilizando la tecnología SMR (Shingled Magnetic Recording, grabación magnética en capas). En el peor de los casos, el uso de ZFS en estos discos problemáticos puede llevar a la pérdida de datos.
Los problemas surgen con los discos WD Red de 2 a 6 TB, fabricados desde 2018, que utilizan en su escritura la tecnología (Grabación Magnética en Capas Gestionada por el Dispositivo) y con la etiqueta EFAX (para los discos CMR se utiliza el identificador EFRX). Western Digital en su blog que los unidades SMR WD Red están diseñadas para su uso en NAS para hogares y pequeñas empresas, donde se instalan no más de 8 unidades y se observa una carga de alrededor de 180 TB al año, característica de copias de seguridad y compartición de archivos. La generación anterior de unidades WD Red y los modelos WD Red de 8 TB o más, así como los discos de las series WD Red Pro, WD Gold y WD Ultrastar, siguen produciéndose en base a la tecnología CMR (Grabación Magnética Convencional) y su uso no presenta problemas con ZFS.
La esencia de la tecnología SMR radica en el uso de cabezales magnéticos en el disco, cuya anchura es mayor que la del camino, lo que resulta en escrituras que se superponen parcialmente al camino vecino; es decir, cualquier reescritura implica la necesidad de reescribir todo el grupo de caminos. Para optimizar el trabajo con estas unidades, se utiliza es decir, el espacio de almacenamiento se divide en zonas que consisten en grupos de bloques o sectores, donde solo se permite la adición secuencial de datos, requiriendo la actualización de todo el grupo de bloques a la vez. En términos generales, los discos SMR ofrecen una mayor eficiencia en el consumo de energía, son más accesibles en precio y demuestran una ventaja en el rendimiento durante la escritura secuencial de datos, pero quedan atrás en operaciones de escritura aleatoria, incluyendo operaciones como la reconstrucción de arreglos de almacenamiento.
DM-SMR implica que las operaciones de zonificación y distribución de datos son controladas por el controlador de disco y para el sistema, dicho disco se presenta como un disco duro clásico, sin necesidad de manipulaciones separadas. En DM-SMR, se aplica la direccionamiento lógico de bloques (LBA, Logical Block Addressing), similar al direccionamiento lógico en unidades SSD. Después de cada operación de escritura aleatoria, se requiere realizar una operación de recolección de basura en segundo plano, lo que causa fluctuaciones de rendimiento impredecibles. El sistema puede intentar aplicar optimizaciones a dichos discos, suponiendo que los datos se escribirán en el sector especificado, pero en realidad, la información proporcionada por el controlador solo determina la estructura lógica y, al distribuir los datos, el controlador aplicará sus propios algoritmos, teniendo en cuenta los datos previamente colocados. Por lo tanto, se recomienda realizar una operación de reinicio a estado inicial antes de usar discos DM-SMR en un grupo ZFS.
La empresa Western Digital ha sido convocada para analizar las condiciones bajo las cuales surgen problemas, y junto con iXsystems está tratando de encontrar una solución y preparar una actualización de firmware. Antes de hacer públicos los resultados sobre la resolución de problemas, se planea probar los discos con el nuevo firmware en almacenes de alta carga con FreeNAS 11.3 y TrueNAS CORE 12.0. Se afirma que debido a las diferentes interpretaciones de SMR por parte de distintos fabricantes, en algunos tipos de discos SMR no surgen problemas con ZFS, pero las pruebas realizadas por iXsystems se centran únicamente en verificar los discos WD Red basados en tecnología DM-SMR, y para los discos SMR de otros fabricantes. En la actualidad, los problemas con ZFS están probados y se han reproducido en pruebas para al menos discos WD Red de 4TB WD40EFAX con firmware 82.00A82 y
se manifiestan. la transición a un estado de error bajo una alta carga de escritura, por ejemplo, durante la reconstrucción del almacenamiento tras la adición de un nuevo disco al conjunto (resilvering). Se supone que el problema también se presenta en otros modelos de WD Red con el mismo firmware. Cuando ocurre el problema, el disco comienza a devolver el código de error IDNF (Sector ID No Encontrado) y se vuelve inutilizable, lo que es manejado en ZFS como una falla del disco y puede llevar a la pérdida de los datos almacenados en el disco. En caso de falla de varios discos, los datos en el vdev o grupo pueden perderse. Se señala que las fallas mencionadas ocurren con bastante rareza: de aproximadamente mil sistemas vendidos de FreeNAS Mini, que venían con discos problemáticos, el problema emergió en condiciones de trabajo solo una vez.
Fuente: opennet.ru
