什么是ZFS？为什么人们会它疯狂呢？

今天，我们来聊聊ZFS，一个高级文件系统。它为什么在技术人员和企业中如此受欢迎？

温馨提示一下：ZFS在文中会提到很多次，但是当我谈到功能和安装的时候，我指的是OpenZFS而不是ZFS哦，因为自Oracle关闭OpenSolaris以来，ZFS （由Oracle开发）和OpenZFS遵循不同的路径。

ZFS的历史

ZFS文件系统是由Matthew Ahrens和Jeff Bonwick在2001年创建的，是第一个128位文件系统。

ZFS被设计为Sun Microsystems公司的OpenSolaris的下一代文件系统。2008年，ZFS被移植到FreeBSD。同年，一个项目开始将ZFS移植到Linux。

但是，由于ZFS是根据通用开发和发行许可证（与GNU通用公共许可证不兼容）授权的，所以它不能包含在Linux内核中。

为了解决这个问题，大多数Linux发行版都提供了安装ZFS的方法。

在甲骨文Oracle收购Sun Microsystems后不久，OpenSolaris就成为了开源软件。ZFS的所有进一步开发也成为了封闭资源。

ZFS的许多开发人员对这事件的转变感到不满，有三分之二的ZFS核心开发者，包括Ahrens和Bonwick，因为此事离开了甲骨文Oracle。

由于OpenZFS项目与Oracle是分开的，一些人可能想知道为什么他们不将许可证更改为与GPL兼容的东西，以便将其包含在Linux内核中。

根据OpenZFS网站，更改许可证将涉及联系任何贡献代码的人到当前的OpenZFS实施（包含最初的常见ZFS代码，直到OpenSolaris）并获得更改许可证的许可。由于这项工作几乎不可能（因为一些贡献者可能已经去世或很难找到），他们决定保留他们的许可证。

ZFS的特点

正如我之前所说，ZFS是一个高级文件系统，它有一些有趣的功能。如：

存储池
写时拷贝事务模型
快照与克隆
数据完整性验证和自动修复
RAID-Z
最大16 Exabyte文件大小
最大256万亿Zettabytes存储

存储池

与大多数文件系统不同，ZFS结合了文件系统和卷管理器的功能。

这意味着与其他文件系统不同，ZFS可以创建跨越一系列驱动器或池的文件系统。不仅如此，您还可以通过添加其他驱动器将存储添加到池中。ZFS将处理分区和格式化。

写时拷贝事务模型

Copy-on-write是另一个有趣而且很酷的功能。

在大多数文件系统上，当数据被覆盖时，它将永远丢失。在ZFS上，新信息被写入不同的块。写入完成后，文件系统元数据将更新为指向新信息。这可确保在写入过程中如果系统崩溃（或其他事情发生），旧数据将被保留。这也意味着系统崩溃后系统不需要运行fsck。

快照与克隆

ZFS使用写时拷贝技术的一个优势在于，写新数据时，包含旧数据的块被保留着，提供了一个可以被保留的文件系统的快照版本。由于ZFS在读写操作中已经存储了所有构建快照的数据，所以快照的创建非常快。而且由于任何文件的修改都是在文件系统和它的快照之间共享的，所以ZFS的快照也是空间优化的。

可写快照（”克隆”）也可以被创建。结果就是两个独立的文件系统共享一些列的块。当任何一个克隆版本的文件系统被改变时，新的数据块为了反映这些改变而创建，但是不管有多少克隆版本的存在，未改变的块仍然在其他的克隆版本中共享

数据完整性验证和自动修复

每当将新数据写入ZFS时，它都会为该数据创建校验和。读取该数据时，将验证校验和。如果校验和不匹配，则ZFS知道已检测到错误。然后，ZFS将自动尝试更正错误。

RAID-Z

ZFS可以处理RAID而无需任何额外的软件或硬件。

毫不奇怪，ZFS有自己的RAID实现：RAID-Z。RAID-Z实际上是RAID-5的一种变体。但是，它旨在克服RAID-5写入孔错误（在这种错误中其中数据和奇偶校验信息在意外重启后变得不一致）。

要使用基本级别的RAID-Z（RAID-Z1），至少需要两个磁盘用于存储，一个磁盘用于奇偶校验。

RAID-Z2需要至少两个存储驱动器和两个驱动器才能实现奇偶校验。RAID-Z3需要至少两个存储驱动器和三个驱动器才能实现奇偶校验。

当驱动器添加到RAID-Z池时，它们必须以2的倍数添加。

巨大的存储潜力

ZFS是一个128位的文件系统，这意味着它能存储1800亿亿（18.4 × 10）倍于当前64位文件系统的数据。ZFS的设计如此超前以至于这个极限就当前现实实际可能永远无法遇到。项目领导Bonwick曾说：“要填满一个128位的文件系统，将耗尽地球上所有存储设备。除非你拥有煮沸整个海洋的能量，不然你不可能将其填满。