Выявлена несовместимость SMR-дисков WD с ZFS, которая может привести к потере данных
3 мая 2020 года
Компания iXsystems, разрабатывающая проект FreeNAS, предупредила о серьёзных проблемах с совместимостью ZFS с некоторыми новыми жёсткими дисками WD Red, выпускаемыми компанией Western Digital с использованием технологии SMR (Shingled Magnetic Recording, черепичная магнитная запись). При наихудшем сценарии использование ZFS на проблемных накопителях может привести к потере данных.
Проблемы возникают с дисками WD Red ёмкостью от 2 до 6 ТБ, выпускаемыми с 2018 года, которые используют при записи технологию DM-SMR (Device-Managed Shingled Magnetic Recording) и маркируются меткой EFAX (для CMR-дисков используется идентификатор EFRX). Western Digital отметила в своём блоге, что SMR-накопители WD Red рассчитаны на применение в NAS для дома и малых предприятий, в которых устанавливается не более 8 накопителей и наблюдается нагрузка на уровне 180 ТБ в год, характерная для резервного копирования и обмена файлами. Предыдущее поколение накопителей WD Red и модели WD Red с ёмкостью от 8 ТБ, а также диски линеек WD Red Pro, WD Gold и WD Ultrastar, продолжают производиться на базе технологии CMR (Conventional Magnetic Recording) и их использование не вызывает проблем с ZFS.
Суть технологии SMR в применении в диске магнитной головки, ширина которой больше ширины дорожки, что приводит к записи с частичным перекрытием соседней дорожки, то есть любая перезапись приводит к необходимости перезаписи всей группы дорожек. Для оптимизации работы с подобными накопителями используется зонирование — пространство для хранения разбивается на зоны, составляющие группы блоков или секторов, в которые допускается лишь последовательное добавление данных с обновлением целиком всей группы блоков. В общем виде SMR-диски обладают большей эффективностью в плане потребления энергии, более доступны по цене и демонстрируют выигрыш в производительности при последовательной записи данных, но отстают при выполнении операций случайной записи, в том числе при выполнении таких операций, как перестроение массивов хранения.
DM-SMR подразумевает, что операции зонирования и распределения данных управляются контроллером диска и для системы такой диск выглядит как классический жёсткий диск, не требующий отдельных манипуляций. В DM-SMR применяется косвенная логическая адресация блоков (LBA, Logical Block Addressing), напоминающая логическую адресацию в SSD-накопителях. После каждой операции случайной записи требуется выполнение фоновой операции сборки мусора, что приводит к непредсказуемым флуктуациям с производительностью. Система может пытаться применить к таким дискам оптимизации, полагая, что данные будут записаны в указанный сектор, но фактически выдаваемые контроллером сведения определяют лишь логическую структуру и на деле при распределении данных контроллер применит свои алгоритмы, учитывающие ранее размещённые данные. Поэтому перед использованием DM-SMR дисков в пуле ZFS рекомендуется произвести операцию по их обнулению со сбросом в исходное состояние.
К разбору условий, при которых возникают проблемы, привлечена компания Western Digital, которая совместно с iXsystems пытается найти решение и подготовить обновление прошивки. До публикации выводов об устранении проблем накопители с новой прошивкой планируется протестировать на высоконагруженных хранилищах с FreeNAS 11.3 и TrueNAS CORE 12.0. При этом утверждается, что из-за разного трактования SMR разными производителями на некоторых видах SMR-дисков проблем с ZFS не возникает, но предпринятое iXsystems тестирование сосредоточено только на проверке дисков WD Red на базе технологии DM-SMR, а для SMR-дисков других производителей требуется дополнительное исследование.
В настоящее время проблемы с ZFS доказаны и повторены в тестах как минимум для дисков WD Red 4TB WD40EFAX с прошивкой 82.00A82 и проявляются переходом в состояние сбоя при высокой нагрузке на запись, например, при выполнении перестроения хранилища после добавления в массив нового накопителя (resilvering). Предполагается, что проблема проявляется и на других моделях WD Red с той же прошивкой. При возникновении проблемы диск начинает возвращать код ошибки IDNF (Sector ID Not Found) и становится непригоден к использованию, что обрабатывается в ZFS как сбой диска и может привести к потере хранящихся на диске данных. При сбое нескольких дисков данные в vdev или пуле могут быть потеряны. Отмечается, что упомянутые сбои возникают достаточно редко — из примерно тысячи проданных систем FreeNAS Mini, которые комплектовались проблемными дисками, проблема всплыла в рабочих условиях только один раз.
Источники[править]
Любой участник может оформить статью: добавить иллюстрации, викифицировать, заполнить шаблоны и добавить категории.
Любой редактор может снять этот шаблон после оформления и проверки.
Комментарии[править]
Если вы хотите сообщить о проблеме в статье (например, фактическая ошибка и т. д.), пожалуйста, используйте обычную страницу обсуждения.
Комментарии на этой странице могут не соответствовать политике нейтральной точки зрения, однако, пожалуйста, придерживайтесь темы и попытайтесь избежать брани, оскорбительных или подстрекательных комментариев. Попробуйте написать такие комментарии, которые заставят задуматься, будут проницательными или спорными. Цивилизованная дискуссия и вежливый спор делают страницу комментариев дружелюбным местом. Пожалуйста, подумайте об этом.
Несколько советов по оформлению реплик:
- Новые темы начинайте, пожалуйста, снизу.
- Используйте символ звёздочки «*» в начале строки для начала новой темы. Далее пишите свой текст.
- Для ответа в начале строки укажите на одну звёздочку больше, чем в предыдущей реплике.
- Пожалуйста, подписывайте все свои сообщения, используя четыре тильды (~~~~). При предварительном просмотре и сохранении они будут автоматически заменены на ваше имя и дату.
Обращаем ваше внимание, что комментарии не предназначены для размещения ссылок на внешние ресурсы не по теме статьи, которые могут быть удалены или скрыты любым участником. Тем не менее, на странице комментариев вы можете сообщить о статьях в СМИ, которые ссылаются на эту заметку, а также о её обсуждении на сторонних ресурсах.