在FreeBSD 使用Advanced Format 硬碟建立 ZFS

在FreeBSD 使用Advanced Format 硬碟建立 ZFS

Advanced Format HDD in ZFS

由於現在的新購入的硬碟幾乎都是Advanced Format 的硬碟, 這種硬碟1 sector = 4096 bytes. (傳統的硬碟是 1 sector = 512 bytes) , 若讓新硬碟模擬傳統硬碟的方式來操作, 這會讓硬碟的效率及壽命都大打折扣.

目前大部份的作業系統, 如Windows, MAC OSX, Linux…都已經支援了Advanced Format 硬碟. 但是偏偏我的File Server 是FreeBSD, 且File system 是採用ZFS.

目前的ZFS 中最小的存取單元是可以由使用者來決定的. 其利用一個參數叫做ashift 來決定最小的存取單位. 而ashift default value = 9, 即最小的存取單位是 2 ^ 9 = 512 bytes. 剛好符合傳統的硬碟1 sector 的size.

若要讓ZFS 支援Advanced Format HDD 的方法就是將ashift 值改為12 (2 ^ 12 = 4096 bytes). 注意! ashift 的值是在建立zpool 時後自動檢查device 時決定, 而且一旦決定好之後, 不能被修改了.

問題來了, 當我們建立zpool 時, 使用如下的指令

#zpool create fspool raidz /dev/ada0 /dev/ada1 /dev/ada2

zpool 會檢查/dev/ada0, /dev/ada1, /dev/ada2 並將ashift 設為9, 那就不符合我們的期待了.

所以我們必須改用另一個作法來建立zpool

首先用gnop 對於硬碟 ada0 ~ ada2 建立sector 為4k 的虛擬 GEMO classes.

#gnop create -S 4096 /dev/ada0
#gnop create -S 4096 /dev/ada1
#gnop create -S 4096 /dev/ada2

這時會產生/dev/ada0.nop, /dev/ada1.nop 及/dev/ada2.nop

然後使用ada0.nop, ada1.nop ada2.nop 建立zpool

#zpool create fspool raidz /dev/ada0.nop /dev/ada1.nop /dev/ada2.nop

這時fspool 的ashift 值應該是12了

#zdb fspool | grep ashift
     ashift: 12

然後將fspool 匯出, 刪除/dev/ada0.nop /dev/ada1.nop /dev/ada2.nop, 然後再匯入fspool

#zpool export fspool
#gnop destroy /dev/ada0.nop
#gnop destroy /dev/ada1.nop
#gnop destroy /dev/ada2.nop
#zpool import fspool

zpool 在建立時, 會以device 中最大的sector size 來當作ashift 的設定值, 所以上例中, 應該只要一個HDD 的GEMO 為4K 就可以了, 可以不需要全部都設成4K.


參考資料

  1. 先進格式化
  2. ZFS with Advanced Format (4k sector) Drives
  3. FreeBSD and 4k sector drives
  4. FreeBSD ZFS: Advanced format (4k) drives and you
  5. Installing FreeBSD 9.0 (or later) Root on ZFS using GPT
  6. WD Advanced Format Drive speed issues on ZFS
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