iXsystems, vývojár projektu FreeNAS, o vážnych problémoch s kompatibilitou ZFS s niektorými novými pevnými diskami WD Red vydanými spoločnosťou Western Digital pomocou technológie SMR (Shingled Magnetic Recording). V najhoršom prípade môže používanie ZFS na problematických diskoch viesť k strate údajov.
Problémy vznikajú s diskami WD Red s kapacitami od 2 do 6 TB vyrábanými od roku 2018, ktoré využívajú technológiu na nahrávanie (Device-Managed Shingled Magnetic Recording) a Štítok EFAX (pre disky CMR sa používa identifikátor EFRX). Western Digital vo svojom blogu uvádza, že disky WD Red SMR sú určené na použitie v NAS pre domácnosti a malé podniky, ktoré neinštalujú viac ako 8 diskov a majú zaťaženie 180 TB ročne, čo je typické pre zálohovanie a zdieľanie súborov. Predchádzajúca generácia diskov WD Red a modely WD Red s kapacitou 8 TB alebo viac, ako aj disky z radov WD Red Pro, WD Gold a WD Ultrastar sa naďalej vyrábajú na základe technológie CMR (Conventional Magnetic Recording). a ich používanie nespôsobuje problémy so ZFS.
Podstatou technológie SMR je použitie magnetickej hlavy na disku, ktorej šírka je väčšia ako šírka stopy, čo vedie k záznamu s čiastočným prekrytím susednej stopy, t.j. akékoľvek opätovné nahrávanie má za následok potrebu opätovného nahrávania celej skupiny skladieb. Na optimalizáciu práce s takýmito pohonmi sa používa — úložný priestor je rozdelený do zón, ktoré tvoria skupiny blokov alebo sektorov, do ktorých je povolené len postupné pridávanie údajov s aktualizáciou celej skupiny blokov. Vo všeobecnosti sú disky SMR energeticky efektívnejšie, cenovo dostupnejšie a vykazujú výkonnostné výhody pri sekvenčných zápisoch, ale zaostávajú pri vykonávaní náhodných zápisov vrátane operácií, ako je prestavba úložných polí.
DM-SMR znamená, že operácie zónovania a distribúcie údajov sú riadené radičom disku a pre systém vyzerá takýto disk ako klasický pevný disk, ktorý nevyžaduje samostatné manipulácie. DM-SMR používa nepriame adresovanie logických blokov (LBA, Logical Block Addressing), pripomínajúce logické adresovanie v SSD diskoch. Každá operácia náhodného zápisu vyžaduje operáciu zberu odpadu na pozadí, čo vedie k nepredvídateľným výkyvom výkonu. Systém sa môže pokúsiť použiť optimalizáciu na takéto disky v domnení, že údaje budú zapísané do určeného sektora, ale v skutočnosti informácie vydané kontrolérom určujú iba logickú štruktúru a v skutočnosti pri distribúcii údajov použije kontrolór svoju vlastné algoritmy, ktoré zohľadňujú predtým pridelené údaje. Preto sa pred použitím diskov DM-SMR v poole ZFS odporúča vykonať operáciu na ich vynulovanie a resetovanie do pôvodného stavu.
Na analýze podmienok vzniku problémov sa podieľa spoločnosť Western Digital, ktorá sa spolu s iXsystems snaží nájsť riešenie a pripraviť aktualizáciu firmvéru. Pred zverejnením záverov o odstránení problémov sa plánuje testovanie diskov s novým firmvérom na úložiskách s vysokou záťažou s FreeNAS 11.3 a TrueNAS CORE 12.0. Uvádza sa, že v dôsledku rôznych interpretácií SMR rôznymi výrobcami niektoré typy diskov SMR nemajú problémy so ZFS, ale testovanie, ktoré vykonáva spoločnosť iXsystems, je zamerané iba na kontrolu diskov WD Red založených na technológii DM-SMR a pre SMR pohonov je potrebný ďalší výskum.
V súčasnosti sa problémy so ZFS preukázali a opakujú v testoch minimálne pre disky WD Red 4TB WD40EFAX s firmvérom 82.00A82 resp. prechod do stavu zlyhania pri vysokej záťaži zápisu, napríklad pri vykonávaní prestavby úložiska po pridaní nového disku do poľa (resilvering). Predpokladá sa, že problém sa vyskytuje na iných modeloch WD Red s rovnakým firmvérom. Keď sa vyskytne problém, disk začne vracať chybový kód IDNF (Sector ID Not Found) a stane sa nepoužiteľným, čo sa v ZFS považuje za poruchu disku a môže viesť k strate dát uložených na disku. Ak zlyhá viacero diskov, údaje vo vdev alebo poole sa môžu stratiť. Podotýkame, že spomínané poruchy sa vyskytujú pomerne zriedkavo – z približne tisícky predaných systémov FreeNAS Mini, ktoré boli vybavené problematickými diskami, sa problém objavil v prevádzkových podmienkach iba raz.
Zdroj: opennet.ru