第五章：ZFS卷

(此章也是机翻)

ZFS卷或zvol是由ZFS池支持的一块空间，用作块设备。

zvol通常被用作文件备份文件系统，并通过iSCSI导出到其他设备。

zvol没有正常的数据集文件、目录和权限，而是依赖于使用卷提供文件系统的任何东西。

zvol通常用作其他网络设备的iSCSI目标，使你可以在文件系统不太灵活的操作系统上访问ZFS支持的存储。

还可以将zvol用作虚拟机的存储，即使客户端操作系统无法使用ZFS，也可以让任何客户操作系统访问ZFS的完整性功能。此外，可以在整个网络上复制zvol。

本章将揭示一些常见的zvol陷阱，但要先从zvol的基础知识开始。

创建、销毁和操作ZFS卷

-V选项告诉zfs create创建一个zfs卷。给出所需的大小和卷的完整路径。以下示例在vm池创建一个2TB的zvol。由于此卷将导出到web服务器，我们将其命名为www1：

Zvols必须是数据集的子对象。在这个例子中，zvol是池根数据集的子数据集。您不能将zvol创建为zvol的子对象。我们的体积显示在数据集列表中。

zvol会立即占用您为其分配的所有空间。我们创建了一个2 TB的卷，因此它使用了2 TB的空间以及一些额外的元数据空间。一个全新的卷还没有使用这么多空间——它还没有将一堆占位符数据写入池或类似的东西。它只是通过重新保存来声称空间。

使用zfs destroy命令销毁卷：

您可以在zvols上使用大多数其他ZFS命令，例如重命名和移动。这个卷实际上是用于数据的，所以我们给它起了一个更有意义的名字：

zvol具有许多与其他ZFS数据集相同的属性，但并非全部。zvol具有独特的属性，如volmode和volblocksize，而您不能在zvol上设置sharenfs或atime。

通过设备节点访问zvol。大多数zvol在/dev/zvol中都有设备节点，位于以其池命名的目录中。我们的示例zvol的设备节点vm/db1将是/dev/zvol/vm/db1。根据其模式，zvol可能有其他设备节点。

稀疏卷

ZFS允许您创建一个大于可用空间的ZFS卷，从而过度占用空间。保留一些空间但不够，称为精简配置。精简配置在较旧的文件系统上是相当危险的，因为您可以轻松地配置比文件系统包含的空间更多的空间。您可以通过添加更多硬盘来轻松扩展ZFS池，因此在这里没有那么大的风险。refreservation属性控制一个卷为它保留了多少空间。在这里，我们创建了2 TB的zvol db5，但告诉ZFS只为它保留100 MB。

我们这些有几个空的SAS机架并且已经计划添加更多硬盘驱动器的人甚至可能使用稀疏卷。稀疏卷仅使用卷上使用的空间量。使用-s标志创建稀疏卷。

如果要将iSCSI卷导出到其他主机，并且客户端的文件系统不如ZFS灵活，则可以使用较小的保留。当底层磁盘扩展时，扩展NTFS或UFS文件系统可能会导致长期问题。使用稀疏卷意味着您可以告诉Windows主机iSCSI设备具有特定的大容量，即使底层池没有那么多可用空间。支持它的zvol会消耗设备上文件使用的空间量，以及任何文件系统元数据。 如果您准备支持，这可以让您创建真正令人印象深刻的卷。在这里，我们创建一个2EB的稀疏卷。它下面的池只有500GB也没关系。

使用gpart show/dev/zvol/db/db5，您将看到这个磁盘设备实际上是2 EB。如果您真的需要在单个iSCSI卷上使用2 EB的空间，您可能可以负担得起一个软盘，以足够快的速度解压缩和装载硬盘，以满足需求。 当你用完空间时，克服困难会变得非常丑陋。当您的iSCSI客户端被告知这些卷空间不足时，即使操作系统实例坚持认为它们只有10%的空间，他们也可能完全失去冷静。许多iSCSI堆栈都能很好地应对这些问题。其他人…没有。 如果您没有足够的物理硬件容量来添加存储，请让ZFS卷占用与其大小相等的空间。不要占用过多空间。

卷模式

在为您的应用程序创建卷之前，请考虑其预期用途以及哪些主机将访问它。FreeBSD的默认ZFS设置假定托管zvol的系统完全控制它。但是，如果您将zvol用作虚拟机的存储，客户操作系统希望完全控制它。这很重要，因为FreeBSD的GEOM层会自动配置存储。主机已配置的存储会给虚拟化客户机带来问题。 使用volmode属性控制哪个系统配置卷。 默认卷模式geom表示卷所在的系统控制它。如果我们在主机a上创建一个zvol，主机a将通过geom配置和管理卷。除了ZFS卷的设备节点外，它还获取/dev/label等文件中的设备节点。当您在本地使用zvol时，请使用geom-volmode。 volmode dev意味着这个zvol只能通过/dev/zvol中的单个设备节点使用。GEOM不会尝试自动配置此卷。您可以为节点分配标签，但FreeBSD甚至不会尝试查看它。对虚拟机存储使用dev volmode，如bhyve（8）主机。

volmode none意味着这个zvol甚至没有获得设备节点。您可以克隆此卷、快照或复制它。此模式仅适用于备份。 您无法更改实时zvol的模式——虽然您可以更改volmode属性的值，但卷的实际模式不会改变。要使卷模式更改生效，请导出并重新导入卷。（您还可以重命名卷，这实际上是导出卷并以其他名称导入。） 通过在命令行中指定模式或设置全局默认值，使用所需模式创建卷。

volmode at Command Line

与任何其他属性一样，在创建zvol时使用-o标志设置volmode。

这个新的zvol只能由设备节点/dev/zvol/vm/swap0访问。

默认 volmode

如果主机通常需要使用geom以外的volmode，则更改默认volmode是有意义的。sysctl vfs.zfs.vol.mode控制新zvol的默认volmode。 默认值1告诉ZFS使用geom的volmode。设置为2表示dev-volmode，而设置为3表示无volmode。使用sysctl（8）更改默认值，或在下次重新启动时使用/etc/sysctl.conf条目使更改永久有效。这里有一个/etc/sysctl.conf条目，用于让虚拟化服务器创建volmode为dev的新zvol。

没有必要明确定义geom volmode。

访问zvols

你不能像挂载文件系统数据集那样挂载zvol。zvol的全部意义在于它是一个块设备。要访问它，您必须访问设备节点或其GEOM提供程序。最常见的可能是设备节点。 zvol在/dev/zvol中获取一个设备节点，该节点位于以池命名的子目录中。我们的示例zvol的设备节点vm/db1将是/dev/zvol/vm/db1。 我们可能会将此zvol指定为bhyve虚拟机的存储，在这种情况下，我们可能会让虚拟机对磁盘进行分区。 对于其他用途，我们可能希望在本地对其进行分区。在这里，我们在zvol上创建一个GPT分区方案，并将其设置为一个大分区，GEOM标签为db1。我们还为它分配了一个GEOM标签。

由于此zvol是使用默认volmode geom创建的，因此现在也可以通过设备节点/dev/label/db1访问它。 一旦分区存在，您就可以在其上创建文件系统。

等等，为什么我们可能想在zvol上使用UFS？ 也许我们的iSCSI客户端或VM客户机没有足够的资源来有效地运行ZFS。通过为客户端提供一个由ZFS支持的卷和它可以支持的文件系统，客户端可以获得ZFS的额外保护，即使客户端不能直接使用ZFS。然而，我使用-j启用UFS软更新日志记录，因为ZFS数据完整性和UFS文件系统日志记录保护的内容完全不同。ZFS完整性检查确保写入是安全的，但文件系统日志记录会验证所有写入是否完成。 既然zvol有一个文件系统，您就可以挂载它了。

瞧！我有一个由ZFS支持的UFS文件系统，可以随时使用。 zvols最常见的用途是作为虚拟机的后备存储。大量的虚拟机需要大量的硬件。接下来我们来看看。