[硬核]ZFS阵列全等级性能对比

憶の年

2020 年 05 月 04 日

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本帖最后由 CloudRaft 于 2020-5-4 16:58 编辑

其实想整理这篇文章已经很久了，但是一直懒的动笔，今天终于下定决心来写一下了，整理了网上一些比较权威的实测数据，帮助各位mjj选择ZFS的阵列等级。

原文：https://www.liujason.com/article/743.html

实测数据太长了，有兴趣的mjj到原文里展开折叠即可看到各种实测数据，包含HDD SSD x 2~24盘位的阵列情况，以及开启压缩前后的数据
这边也直接放结论吧： #数据是否完全不重要（如游戏文件丢了重新下载即可）完全不重要: 啥都别说直接Striped（RAID0）重要: 继续下一个问题 #有多少块磁盘？ 1: 1块没有组阵列的意义 2: ZFS Mirror （RAID1） 3-5: RAIDZ1 （RAID5） 6-10: 推荐RAIDZ1 x 2 （RAID50）或在阵列总容量较小的条件下使用RAIDZ2（RAID6） 10-15: 推荐RAIDZ1 x 3（RAID50）或在阵列总容量较小的条件下使用RAIDZ3（RAID7） 16-20: 推荐RAIDZ1 x 4（RAID50）复制代码

前言
ZFS被称为是世界上最后一个存储系统（emm），还有人说”完全填充ZFS的128位存储池所需的能量，实际上比煮沸海洋需要的更多”。不论是从扩展性还是从性能上讲ZFS都有着独特的优势，在用了几年ZFS之后，现在已经离不开这个文件系统了。
其实想整理这篇文章已经很久了，但是一直懒的动笔，今天终于下定决心来写一下了，整理了网上一些比较权威的实测数据，同时也从原理上来讲讲到底如何选择ZFS的阵列等级。

ZFS简介
以下内容直接摘抄自维基百科
ZFS是一个拥有逻辑卷管理功能的文件系统，最早源自于Oracle为Solaris操作系统开发的文件系统。ZFS具有可扩展性，并且包括大量保护措施防止数据损坏，支持高存储容量、高效数据压缩、集成文件系统、卷管理、快照和写时复制、连续完整性检查与自动修复、RAID-Z、原生NFSv4 ACL等功能，并且能被精确配置。ZFS有两个主要实现，分别来自Oracle和OpenZFS，它们之间极度相似，这使得ZFS在类Unix系统中广泛可用。

ZFS的特性
存储池 Pooled-storage写入时复制 Copy-on-write快照 Snapshots数据完整性验证和自动修复RAID-Z最大单个文件大小为 16 EB（1 EB = 1024 PB）最大 256 千万亿（256*1015 ）的 ZB（1 ZB = 1024 EB）的存储

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不同等级Level的ZFS阵列
在谈论RAID阵列的时候，最常被问到的问题是：“哪个等级的阵列是最好的？”实际上没有最好的选择，如何选择完全取决于想要实现的特性和愿意放弃的特性。实际上我们最应该问自己的问题是：“我们的数据有多重要？”
不管是ZFS阵列还是常规的RAID阵列，都有三个非常重要的指标：性能、容量以及数据完整性（Performance, capacity and data integrity），脱离了任何一个指标的阵列都是无意义的。

但是对于不同盘位下的推荐ZFS等级，可以参考一下这个：
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ZFS与RAID阵列等级划分
我们经常把ZFS阵列和RAID阵列的各个等级划等号，这里给尚不了解RAID阵列的同学补个课
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ZFS不同磁盘数量 x 阵列等级下的性能对比
这里我们会给出性能实测，并在测试结果前面列出磁盘数量，RAID类型，容量和性能指标，以便于比较。速度显示“ w”表示写入，“ rw”表示重写，“ r”表示读取，吞吐量以兆字节/秒为单位。
下表是不同ZFS阵列等级在未压缩的条件下测速结果。数据来源CALOMEL
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固态硬盘阵列点击展开

题外话-关于压缩
ZFS使用最大为1024 KB的可变大小的块。如果启用了数据压缩（LZJB或LZ4），则使用可变块大小。如果可以压缩一个块以使其适合较小的块大小，则可以在磁盘上使用较小的大小以使用较少的存储并提高IO吞吐量，但代价是增加了用于压缩和解压缩操作的CPU使用量。

未压缩与启用压缩的性能比较
根据上面的数据可以看到随着物理磁盘数量的增加，压缩对性能的影响较小。实际上，通过lz4压缩算法，在RAIDZ（等价RAID5）中使用三个磁盘就可以最大程度地提高读写速度。因此建议是对所有阵列启用压缩，因为开启后节省的IO性能远远超过增加的一点点CPU使用率，并且可以压缩数据以节省空间。