iXsystems, twórca projektu FreeNAS, o poważnych problemach ze zgodnością systemu ZFS z niektórymi nowymi dyskami twardymi WD Red firmy Western Digital, wykorzystującymi technologię SMR (Shingled Magnetic Recording). W najgorszym przypadku użycie systemu ZFS na tych dyskach może spowodować utratę danych.
Problem dotyczy dysków WD Red o pojemnościach od 2 do 6 TB, produkowanych od 2018 roku, w których podczas zapisu zastosowano technologię (Zarządzane urządzeniem nagrywanie magnetyczne na dyskach) i Etykieta EFAX (w przypadku dysków CMR używany jest identyfikator EFRX). Western Digital Na swoim blogu napisał, że dyski WD Red SMR są przeznaczone do użytku w domowych i małych firmowych systemach NAS z maksymalnie 8 dyskami i obciążeniem 180 TB rocznie, typowym dla tworzenia kopii zapasowych i udostępniania plików. Poprzednie generacje dysków WD Red i modele WD Red o pojemności 8 TB i większej, a także dyski WD Red Pro, WD Gold i WD Ultrastar, nadal są produkowane w technologii CMR (Conventional Magnetic Recording), a ich stosowanie nie powoduje problemów z systemem plików ZFS.
Istotą technologii SMR jest zastosowanie w dysku głowicy magnetycznej, której szerokość jest większa niż szerokość ścieżki, co prowadzi do zapisu z częściowym nałożeniem na sąsiednią ścieżkę, czyli każde przepisanie danych pociąga za sobą konieczność ponownego zapisu całej grupy ścieżek. Aby zoptymalizować pracę z takimi napędami, — przestrzeń dyskowa jest podzielona na strefy, czyli grupy bloków lub sektorów, do których dozwolone jest tylko sekwencyjne dodawanie danych, a cała grupa bloków jest aktualizowana. Zasadniczo dyski SMR są bardziej energooszczędne, tańsze i wykazują wzrost wydajności podczas sekwencyjnego zapisu danych, ale pozostają w tyle podczas wykonywania losowych operacji zapisu, w tym operacji takich jak odbudowa macierzy dyskowych.
DM-SMR oznacza, że operacje strefowania i dystrybucji danych są zarządzane przez kontroler dysku, a dla systemu taki dysk wygląda jak klasyczny dysk twardy, który nie wymaga żadnych specjalnych manipulacji. DM-SMR wykorzystuje pośrednie adresowanie bloków logicznych (LBA, Logical Block Addressing), podobne do adresowania logicznego w dyskach SSD. Po każdej losowej operacji zapisu wymagana jest operacja usuwania śmieci w tle, co prowadzi do nieprzewidywalnych wahań wydajności. System może próbować zastosować optymalizacje do takich dysków, wierząc, że dane zostaną zapisane w określonym sektorze, ale w rzeczywistości informacje dostarczone przez kontroler określają jedynie strukturę logiczną, a podczas dystrybucji danych kontroler zastosuje własne algorytmy, które uwzględniają wcześniej umieszczone dane. Dlatego przed użyciem dysków DM-SMR w puli ZFS zaleca się wykonanie operacji ich zerowania i przywrócenia do stanu pierwotnego.
Firma Western Digital została zaangażowana do zbadania warunków, w których występują problemy, i wspólnie z iXsystems stara się znaleźć rozwiązanie i przygotować aktualizację oprogramowania sprzętowego. Przed opublikowaniem wniosków dotyczących rozwiązywania problemów, dyski z nowym oprogramowaniem sprzętowym mają zostać przetestowane na mocno obciążonych pamięciach masowych z systemami FreeNAS 11.3 i TrueNAS CORE 12.0. Jednocześnie twierdzi się, że ze względu na odmienną interpretację SMR przez różnych producentów, nie występują problemy z systemem ZFS na niektórych typach dysków SMR, ale testy przeprowadzone przez iXsystems koncentrują się wyłącznie na sprawdzaniu dysków WD Red opartych na technologii DM-SMR oraz dysków SMR. konieczne są dalsze badania.
Obecnie problemy z systemem ZFS zostały udowodnione i powtórzone w testach co najmniej na dyskach WD Red 4TB WD40EFAX z oprogramowaniem układowym 82.00A82 i Przejście w stan awarii przy dużym obciążeniu zapisu, na przykład podczas odbudowy pamięci masowej po dodaniu nowego dysku do macierzy (resilvering). Uważa się, że problem występuje również w innych modelach WD Red z tym samym oprogramowaniem sprzętowym. W przypadku wystąpienia problemu dysk zaczyna zwracać kod błędu IDNF (Sector ID Not Found) i staje się bezużyteczny. System plików ZFS traktuje to jako awarię dysku, co może prowadzić do utraty danych przechowywanych na dysku. W przypadku awarii kilku dysków dane w pamięci vdev lub puli mogą zostać utracone. Należy zauważyć, że powyższe awarie występują dość rzadko – na około tysiąc sprzedanych systemów FreeNAS Mini wyposażonych w wadliwe dyski, problem wystąpił w warunkach roboczych tylko raz.
Źródło: opennet.ru
