ZFS檔案系統儲存應用7大優勢

 1  結合邏輯磁碟管理功能

ZFS不僅是一個檔案系統，本身還結合了邏輯磁碟管理功能。對包含有十多臺或數十臺以上硬碟的大容量儲存裝置來說，傳統的磁碟分割管理方式已不敷所需，必須透過在實體磁碟分割區上的邏輯磁碟管理層，以區塊映射方式在實體磁碟分割區上建立虛擬磁碟區，藉以實現組態更彈性、存取效率也更高的磁碟空間運用，並提供RAID與鏡像、快照等功能。

但多數作業系統內含的邏輯磁碟管理功能相對較為陽春，這也讓Veritas Volume Manager之類的第三方邏輯磁碟管理軟體大行其道，或者是得改用硬體RAID解決方案來提供類似功能。

相較下，ZFS的用戶就不需要額外購置這類邏輯磁碟管理軟體，也不需要引進硬體RAID，ZFS本身就能提供十分強大的邏輯磁碟管理功能，可提供RAID 0、鏡像（RAID 1）、RAID Z（RAID 5）、RAID Z2（RAID 6）與RAID Z3等多種磁碟組態，以及快照、Clone等功能。

 2  128位元定址提供強大容量擴展性

ZFS採用128位元定址，定址能力遠大於既有32位元或64位元檔案系統，可管理幾近無限的儲存容量，每個ZFS儲存池、檔案系統與單一檔案，可允許最大16EB（1600萬TB）的容量，每個檔案系統與目錄理論上可允許存放數以十億計的檔案與快照，更能因應資料量增長的需求（ZFS儲存池理論容量上限是256ZB，不過儲存池內單一磁碟區或檔案系統最大容量是16EB）。

相較下，其他常用檔案系統的擴展性大都不如ZFS，如EXT3的最大單一磁碟區與單一檔案的上限，分別為2～32TB與16GB～16TB（視採用的區塊大小而定）；EXT4最大磁碟區與檔案大小，上限為16TB與1EB，不過實務上受管理工具所限最大磁碟區僅16TB；XFS最大磁碟區與檔案大小上限均為8EB；NTFS的最大磁碟區與檔案大小上限理論上雖然也是16EB，但實務上被限制在256TB與16TB。

即使與一些NAS專屬檔案系統相比，ZFS的容量擴展性也更勝一籌，如NetApp WAFL的單一磁碟區（aggregate）上限為16TB（DataONTAP 7.x）與100TB（DataONTAP 8以後），EMC UxFS早期的單一磁碟區/檔案系統上限也是16TB。目前只有Veritas的VxFS、FFS、UFS2等少數Unix用的檔案系統，擁有與ZFS相當或更大的單一磁碟區上限（理論值）。

 3  儲存池提供靈活容量管理

傳統檔案系統大都是直接建立在個別磁碟區上（單一實體磁碟分割區，或透過邏輯磁碟管理員利用多個磁碟裝置組成的邏輯磁碟區），雖然邏輯關係一目了然，但也存在著資源調配不靈活的問題，檔案系統的空間是透過磁碟區「硬性」分派，掛載給某個檔案系統的磁碟區，即使有額外空間，也無法挪給其他檔案系統使用。

ZFS的儲存管理則引進了儲存池（Storage Pool）概念，所有底層磁碟裝置先組成可採用不同RAID組態的儲存池，稱為zpool，透過儲存池配置器（Storage Pool Allocator）將各儲存設備的實體位址轉換為虛擬位址區塊，並構成邏輯上的單一連續空間，再透過資料管理單元（Data Management Unit）將虛擬位址區塊轉給檔案系統層使用。

由於檔案系統使用的磁碟空間是由zpool動態配置，所以zpool的所有儲存空間，可以為上層的所有檔案系統使用，運用更具彈性，管理也更簡便，管理者只須設定個別檔案系統允許使用空間的配額與保留空間數值，並決定是否啟用某些進階功能即可。

 4  自動化動態調節簡化管理提高效能

ZFS的寫入作業基於Copy-on-Write架構、可變長度區塊與動態Striping等機制，能依照底層磁碟效能、寫入檔案大小，自行動態調整使用的區塊大小，然後寫入zpool中的可用磁碟空間上，不僅管理更簡單、還能達到效能最佳化需求。

相較下，傳統RAID或邏輯磁碟管理都採用靜態Striping機制，檔案系統存取也是使用固定區塊尺寸，必須在設定前預先估計系統存取特性，設定固定的Stripe參數與區塊大小，設定完成後就不能更動，但若參數設定不當，卻又會對存取效能造成相當大的負面影響。

 5  多種資料完整性機制

ZFS的存取指令作業採用透過儲存池資料管理單元維持一致性的Transaction架構，透過稱為ZFS Intend Log（ZIL）的transaction log機制，來確保寫入資料的同步。此外ZFS的資料寫入又是基於Copy-on-Write架構，當任一區塊的資料發生異動時，新的資料會被寫入到空的區塊位置，而不會覆蓋原有區塊，ZFS會透過區塊指標來記錄新資料的區塊位置。藉由前述架構不僅可改善資料完整性，還能避免傳統作業系統意外中斷作業後，必須耗費長時間執行的檔案系統檢察與修復作業。

另外ZFS所有存取作業都含有Checksum機制，可修正因硬體、驅動程式或檔案系統metadata出錯所導致的silent data corruption錯誤問題，進一步保證資料的正確性。

 6  結合SSD的讀寫加速機制

ZFS可利用SSD來搭配內建的L2ARC與ZIL兩種功能，從而有效加速存取效能。對於讀取作業可透過L2ARC快取功能，利用主記憶體外的高速儲存裝置空間（如SSD），充當第2層ARC快取緩衝區，透過增大可用的ARC快取緩衝區容量來提高快取命中率。對於寫入作業，則可將ZIL指定配置到SSD等高速媒體上，從而加速寫入作業效率。

 7  內建多種進階服務

藉由Copy-on-Write寫入架構，ZFS可以很容易地實現快照與Clone兩種功能，而且沒有份數的限制（其實還是有上限，只是上限數字極大（2的64次方），等同於沒有限制），此外ZFS還內建了許多原先只有專業企業級儲存設備才提供的進階功能，包括重複資料刪除、壓縮、Thin provisioning、配額與保留空間等。

ZFS與其他常用檔案系統容量擴展性對比

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