L'azienda iXsystems, che sviluppa il progetto FreeNAS, ha segnalato gravi problemi di compatibilità di ZFS con alcuni nuovi dischi rigidi WD Red, prodotti da Western Digital utilizzando la tecnologia SMR (Shingled Magnetic Recording, registrazione magnetica a strati). Nel peggior scenario, l'uso di ZFS su questi dischi problematici potrebbe portare a una perdita di dati.
I problemi si verificano con i dischi WD Red da 2 a 6 TB, prodotti dal 2018, che utilizzano per la registrazione la tecnologia (Device-Managed Shingled Magnetic Recording) e con l'etichetta EFAX (per i dischi CMR viene utilizzato l'identificativo EFRX). Western Digital nel suo blog afferma che gli hard disk SMR WD Red sono progettati per essere utilizzati in NAS per uso domestico e piccole imprese, dove vengono installati al massimo 8 dischi e si verifica un carico di circa 180 TB all'anno, caratteristico per il backup e lo scambio di file. La precedente generazione di dischi WD Red e i modelli WD Red da 8 TB, così come i dischi delle serie WD Red Pro, WD Gold e WD Ultrastar, continuano a essere prodotti con tecnologia CMR (Conventional Magnetic Recording) e il loro utilizzo non presenta problemi con ZFS.
La tecnologia SMR si basa sull'uso di dischi a testina magnetica la cui larghezza è maggiore rispetto a quella delle tracce. Questo porta a una scrittura con parziale sovrapposizione delle tracce adiacenti, il che significa che qualsiasi riscrittura richiede la riscrittura dell'intero gruppo di tracce. Per ottimizzare l'operatività con tali dispositivi di memorizzazione, si utilizza — lo spazio di archiviazione è suddiviso in zone, costituite da gruppi di blocchi o settori, nei quali è consentito solo l'aggiunta sequenziale di dati, con l'aggiornamento dell'intero gruppo di blocchi. In generale, i dischi SMR presentano una maggiore efficienza in termini di consumo energetico, sono più accessibili economicamente e mostrano un vantaggio in termini di prestazioni durante la scrittura sequenziale di dati, ma sono in svantaggio durante l'esecuzione di operazioni di scrittura casuale, inclusi compiti come il rifacimento degli array di archiviazione.
DM-SMR implica che le operazioni di zonizzazione e distribuzione dei dati siano gestite dal controller del disco, e per il sistema, un tale disco appare come un classico disco rigido, senza necessitare di manovre separate. In DM-SMR viene utilizzata l'indirizzamento logico indiretto dei blocchi (LBA, Logical Block Addressing), simile all'indirizzamento logico negli SSD. Dopo ogni operazione di scrittura casuale è necessaria un'operazione di background di raccolta dei rifiuti, che porta a fluttuazioni imprevedibili nelle prestazioni. Il sistema può cercare di applicare ottimizzazioni a tali dischi, supponendo che i dati verranno scritti nel settore specificato, ma le informazioni fornite dal controller determinano solo la struttura logica e, in realtà, durante la distribuzione dei dati, il controller applicherà i suoi algoritmi, tenendo conto dei dati precedentemente posizionati. Pertanto, prima di utilizzare dischi DM-SMR in un pool ZFS, si consiglia di eseguire un'operazione di reset riportandoli allo stato originale.
Per analizzare le condizioni in cui si verificano problematiche, è stata coinvolta l'azienda Western Digital, che insieme a iXsystems cerca di trovare una soluzione e di preparare un aggiornamento del firmware. Prima della pubblicazione delle conclusioni riguardo la risoluzione dei problemi, è previsto di testare i dischi con il nuovo firmware su sistemi di archiviazione ad alta domanda con FreeNAS 11.3 e TrueNAS CORE 12.0. Si afferma che, a causa di diverse interpretazioni dell'SMR da parte di vari produttori, su alcuni tipi di dischi SMR non si riscontrano problemi con ZFS; tuttavia, i test condotti da iXsystems si concentrano esclusivamente sulla verifica dei dischi WD Red basati sulla tecnologia DM-SMR, mentre per i dischi SMR è necessaria un'ulteriore ricerca.
Attualmente, i problemi con ZFS sono stati dimostrati e replicati nei test per almeno i dischi WD Red 4TB WD40EFAX con firmware 82.00A82 e passando a uno stato di errore sotto carico elevato di scrittura, ad esempio durante la ristrutturazione dello storage dopo l'aggiunta di un nuovo disco nell'array (resilvering). Si presume che il problema si manifesti anche su altri modelli WD Red con lo stesso firmware. Quando si verifica il problema, il disco inizia a restituire il codice di errore IDNF (Sector ID Not Found) e diventa inutilizzabile, il che viene gestito in ZFS come un guasto del disco e può portare alla perdita dei dati memorizzati su di esso. In caso di guasto di più dischi, i dati nel vdev o nel pool possono andare persi. Si segnala che i guasti menzionati si verificano piuttosto raramente: su circa mille sistemi FreeNAS Mini venduti, equipaggiati con dischi problematici, il problema è emerso in condizioni operative solo una volta.
Fonte: opennet.ru
