Spoločnosť iXsystems, vyvíjajúca projekt FreeNAS, o vážnych problémoch s kompatibilitou ZFS s niektorými novými pevnými diskami WD Red, ktoré vyrába spoločnosť Western Digital s použitím technológie SMR (Shingled Magnetic Recording, šindľová magnetická zápis). V najhoršom scenári môže používanie ZFS na problematických úložiskách viesť k strate údajov.
Problémy sa vyskytujú s diskami WD Red s kapacitou od 2 do 6 TB, vyrábanými od roku 2018, ktoré používajú pri zápise technológiu (Device-Managed Shingled Magnetic Recording) a značkou EFAX (pre CMR disky sa používa identifikátor EFRX). Spoločnosť Western Digital vo svojom blogu, že SMR úložiská WD Red sú určené na použitie v NAS pre domácnosti a malé podniky, kde je inštalovaných maximálne 8 úložných zařízení a dochádza k zaťaženiu na úrovni 180 TB ročne, typickému pre zálohovanie a zdieľanie súborov. Predchádzajúca generácia úložísk WD Red a modely WD Red s kapacitou nad 8 TB, ako aj disky zo sérií WD Red Pro, WD Gold a WD Ultrastar, sú naďalej vyrábané na základe technológie CMR (Conventional Magnetic Recording) a ich používanie nevyvoláva problémy so ZFS.
Podstata technológie SMR spočíva v použití magnetickej hlavy, ktorej šírka presahuje šírku stopy, čo vedie k zápisu s čiastočným prekrytím susednej stopy, t.j. akákoľvek prepisovanie si vyžaduje prepisovanie celej skupiny stôp. Na optimalizáciu práce s takýmito úložiskami sa používa — úložný priestor sa rozdeľuje na zóny, tvoriace skupiny blokov alebo sektorov, do ktorých je povolené iba sekvenčné pridávanie údajov s úplnou aktualizáciou celej skupiny blokov. Vo všeobecnosti majú SMR disky vyššiu efektívnosť z hľadiska spotreby energie, sú cenovo dostupnejšie a vykazujú zisk v výkonnosti pri sekvenčnom zápise údajov, ale zaostávajú pri vykonávaní operácií náhodného zápisu, vrátane vykonávania takých operácií, ako je rekonštrukcia ukladacích polí.
DM-SMR znamená, že operácie zónovania a rozdeľovania údajov sú riadené ovládačom disku a pre systém taký disk vyzerá ako klasický pevný disk, ktorý nevyžaduje osobitné manipulácie. V DM-SMR sa aplikovala nepriamá logická adresácia blokov (LBA, Logical Block Addressing), ktorá pripomína logickú adresáciu v SSD úložiskách. Po každej operácii náhodného zápisu je potrebné vykonať pozadové operácie údržby, čo vedie k nepredvídateľným výkyvom výkonu. Systém sa môže pokúsiť aplikovať na také disky optimalizácie, domnievajúc sa, že údaje budú zapísané na určený sektor, ale skutočne uvedené ovládačom informácie určujú iba logickú štruktúru a pri rozdeľovaní údajov ovládač aplikáciu svoje algoritmy, berúce do úvahy predtým umiestnené údaje. Preto sa pred použitím DM-SMR diskov v sklade ZFS odporúča vykonať operáciu nulovania so obnova do pôvodného stavu.
Na rozbor podmienok, za ktorých vznikajú problémy, bola prizvaná spoločnosť Western Digital, ktorá spolu s iXsystems sa snaží nájsť riešenie a pripraviť aktualizáciu firmvéru. Pred zverejnením záverov o odstránení problémov sa plánuje testovanie jednotiek s novým firmvérom na vysoko zaťažených úložiskách s FreeNAS 11.3 a TrueNAS CORE 12.0. Pri tom sa tvrdí, že kvôli rôznemu výkladu SMR rôznymi výrobcami sa u niektorých typov SMR diskov problémy so ZFS nevyskytujú, no vykonávané testovanie iXsystems sa sústreďuje len na overenie diskov WD Red na báze technológie DM-SMR, a pre SMR disky je potrebný dodatočný výskum.
V súčasnosti sú problémy so ZFS dokázané a zopakované v testoch minimálne pre disky WD Red 4TB WD40EFAX s firmvérom 82.00A82 a prechod do stavu chyby pri vysokej záťaži zápisu, napríklad pri vykonávaní prestavby úložiska po pridaní nového disku do poľa (resilvering). Predpokladá sa, že problémy sa objavujú aj na iných modeloch WD Red s rovnakým firmvérom. Pri vzniku problému disk začína vracať chybový kód IDNF (Sector ID Not Found) a stáva sa nepoužiteľným, čo je v ZFS spracovávané ako zlyhanie disku a môže viesť k strate údajov, ktoré sú na disku uložené. Pri zlyhaní viacerých diskov môžu byť údaje v vdev alebo poole stratené. Je zaznamenané, že uvedené zlyhania sa vyskytujú pomerne zriedka — z približne tisícky predaných systémov FreeNAS Mini, ktoré boli vybavené problémovými diskami, sa problém objavil v pracovných podmienkach iba raz.
Zdroj: opennet.ru
