La société iXsystems, qui développe le projet FreeNAS, met en lumière de sérieux problèmes de compatibilité entre ZFS et certains nouveaux disques durs WD Red, produits par Western Digital utilisant la technologie SMR (Shingled Magnetic Recording, enregistrement magnétique en couches). Dans le pire des scénarios, l'utilisation de ZFS sur ces supports problématiques peut entraîner une perte de données.
Les problèmes surviennent avec les disques WD Red d'une capacité de 2 à 6 To, fabriqués depuis 2018, qui utilisent lors de l'écriture la technologie (Device-Managed Shingled Magnetic Recording) et avec l'étiquette EFAX (pour les disques CMR, l'identifiant utilisé est EFRX). Western Digital dans son blog que les disques SMR WD Red sont destinés à une utilisation dans des NAS pour les particuliers et les petites entreprises, où pas plus de 8 disques sont installés et où la charge est d'environ 180 To par an, caractéristique des sauvegardes et du partage de fichiers. La génération précédente de disques WD Red et les modèles WD Red de 8 To et plus, ainsi que les disques des gammes WD Red Pro, WD Gold et WD Ultrastar, continuent d'être fabriqués sur la base de la technologie CMR (Conventional Magnetic Recording) et leur utilisation ne pose pas de problèmes avec ZFS.
Le principe de la technologie SMR consiste à utiliser une tête de lecture/écriture qui est plus large que la piste, entraînant un enregistrement avec un chevauchement partiel de la piste adjacente, c'est-à-dire que toute réécriture nécessite de réécrire l'ensemble du groupe de pistes. Pour optimiser le fonctionnement avec ces types de supports, on utilise — l'espace de stockage est divisé en zones composées de groupes de blocs ou de secteurs, où seule l'ajout séquentiel de données est autorisé, nécessitant la mise à jour de l'intégralité du groupe de blocs. Globalement, les disques SMR offrent une efficacité énergétique supérieure, sont plus abordables et montrent des gains de performance lors de l'écriture séquentielle de données, tout en étant moins performants lors des opérations d'écriture aléatoire, y compris lors d'opérations telles que la reconstruction de réseaux de stockage.
DM-SMR signifie que les opérations de zonage et de distribution des données sont gérées par le contrôleur de disque, et pour le système, ce disque apparaît comme un disque dur classique, ne nécessitant pas de manipulations séparées. Dans DM-SMR, une adressage logique indirect des blocs (LBA, Logical Block Addressing) est appliqué, semblable à l'adressage logique dans les SSD. Après chaque opération d'écriture aléatoire, une opération de collecte des déchets en arrière-plan doit être effectuée, ce qui entraîne des fluctuations de performance imprévisibles. Le système peut tenter d'appliquer des optimisations à ces disques, supposant que les données seront écrites dans le secteur indiqué, mais les informations fournies par le contrôleur ne définissent que la structure logique et, en réalité, lors de la distribution des données, le contrôleur appliquera ses algorithmes, tenant compte des données déjà placées. Il est donc recommandé de remettre à zéro ces disques DM-SMR dans un pool ZFS avant utilisation.
Pour analyser les conditions dans lesquelles des problèmes surviennent, la société Western Digital a été impliquée, qui, en collaboration avec iXsystems, s'efforce de trouver une solution et de préparer une mise à jour du firmware. Avant la publication des résultats concernant la résolution des problèmes, les disques avec le nouveau firmware seront testés sur des systèmes de stockage fortement chargés avec FreeNAS 11.3 et TrueNAS CORE 12.0. Il est affirmé qu'en raison de l'interprétation différente de la SMR par différents fabricants, certains types de disques SMR ne posent pas de problèmes avec ZFS, mais les tests d'iXsystems se concentrent uniquement sur la vérification des disques WD Red basés sur la technologie DM-SMR, tandis que pour les disques SMR nécessitent des recherches supplémentaires.
Actuellement, les problèmes avec ZFS ont été prouvés et reproduits dans des tests pour au moins les disques WD Red 4TB WD40EFAX avec le firmware 82.00A82 et un passage à l'état de défaillance lors d'une forte charge d'écriture, par exemple, lors de la reconstruction de stockage après l'ajout d'un nouveau disque au groupe (resilvering). On suppose que le problème se manifeste également sur d'autres modèles WD Red avec le même firmware. Lorsque le problème survient, le disque commence à renvoyer le code d'erreur IDNF (Sector ID Not Found) et devient inutilisable, ce qui est traité par ZFS comme une défaillance du disque et peut entraîner la perte des données stockées sur le disque. En cas de défaillance de plusieurs disques, les données dans le vdev ou le pool peuvent être perdues. Il est à noter que les défaillances mentionnées se produisent assez rarement : sur environ mille systèmes FreeNAS Mini vendus équipés de disques problématiques, le problème n'est survenu en conditions réelles qu'une seule fois.
Source : opennet.ru
