Bestandssysteem ZFS wordt volwassen

Het is nu net iets meer dan tien jaar geleden dat Jeff Bonwick en Matt Ahrens op 31 oktober 2001 het eerste user-level prototype van ZFS ontwikkelden. Vier jaar later werd ZFS publiekelijk aangekondigd en geïntegreerd in het ontwikkelingsproces voor Solaris. Kort daarna vormde het een onderdeel van OpenSolaris.

Waar staat ZFS nu eigenlijk voor? Waar het in ieder geval niet voor staat, is Zettabyte File System. In 2006, een jaar na de publiekelijke introductie van ZFS, onthulde Bonwick in een artikel op zijn weblog dat hij het in eerste instantie ZFS wilde noemen omdat 'het gaaf klinkt' en dat hij de naam zodanig had aangepast dat het overeenkwam met het acroniem. Hij koos daarbij voor zettabyte omdat het de maateenheid is die volgt na exabyte. Later besloot zijn team echter dat de term zettabyte geen optimale keuze was en teveel uitleg zou vereisen. Om deze reden kwamen ze weer uit op ZFS, 'dat nergens voor staat. Het is niet meer dan een pseudoacroniem dat hint op een methode voor bestandsopslag en bij Scrabble veel punten zou opleveren.'

Wat ZFS wel is, is een combinatie van een bestandssysteem en logisch volumebeheer met controle van de gegevensintegriteit ter voorkoming van datacorruptie, ondersteuning voor hoge opslagcapaciteiten, integratie van snapshots en volumebeheer, voortdurende controle van de integriteit en automatisch herstel.

In tegenstelling tot traditionele bestandssystemen deelt ZFS schijven niet op in partities en volumes. Er wordt evenmin een laag met een bestandssysteem bovenop de volumes aangebracht. In plaats daarvan zorgt een nieuwe abstractielaag, de zogenaamde opslagpool, ervoor dat alle beschikbare schijven tot één logische eenheid worden samengevoegd, en dat er bestandssystemen vanuit de pool worden toegewezen. Hierdoor kunnen beheerders schijven aan een opslagpool toevoegen en kunnen bestandssystemen naar behoeven automatisch opslagruimte benutten. Dit resulteert in een drastische vereenvoudiging van het opslagbeheer, omdat volumes en partities niet telkens opnieuw bewerkt hoeven te worden wanneer er opslagruimte wordt toegevoegd of heringedeeld.

ZFS kenmerkt zich daarnaast door een sterke nadruk op de gegevensintegriteit. Het beschermt zich door middel van uiterst geavanceerde checksums tegen stille corruptie als gevolg van onder meer gegevensverlies, stroompieken, kosmische straling en spookgegevens. Stille corruptie wordt met de introductie van veel grotere opslagschijven en uiterst snelle raid-implementaties een grootschaliger probleem.

Dankzij het gebruik van een 'copy on write'-transactiemodel worden er nooit actieve data overschreven. In plaats daarvan wordt er telkens een nieuw blok toegewezen waarnaar de gewijzigde gegevens worden weggeschreven. Dit betekent dat er met grote snelheid snapshots kunnen worden gemaakt, omdat alle gegevens al voor de snapshot zijn opgeslagen. Bovendien biedt ZSF ingebouwde onbeperkte deduplicatie (toegevoegd in november 2009).

De toekomst van ZFS ziet er rooskleurig uit. De OpenSolaris-gemeenschap lijkt met het project IllumOS nieuw leven te willen blazen in de ontwikkeling van de broncode die voor ZFS-opslagsystemen wordt gebruikt. Toen Bonwick 30 september vorig jaar Sun verliet, zei hij: 'ZFS is nu volwassen'. Zoals alle volwassenen heeft ZFS het ouderlijk huis verlaten en is het de wijde wereld ingegaan. Leveranciers die deze technologie in hun producten hebben verwerkt, helpen het volwassen ZFS om zijn stempel op de opslagbranche te drukken.