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ファイルの変更、移動、名前変更のZFSスナップショット動作の処理

ZFSはファイルシステムというよりデータベースのように記述されているため、ファイルの変更、移動、名前の変更をインテリジェントに管理するバージョン管理システムのように動作することを期待するのは妥当なようです。質問は特にスナップショットについて尋ねますが、スナップショットはクローンと多くの共通点があり、

  1. スナップショットの後にZFSでファイルが変更された場合、スナップショットは同じサイズで違いだけですか、それともファイル全体ですか？
  2. スナップショットの後にファイルがZFSで移動された場合、スナップショットは基本的にゼロサイズのままですか？
  3. スナップショットの後にZFSでファイルの名前が変更された場合、スナップショットのサイズは基本的にゼロのままですか？

  4. スナップショットの後にファイルにそれ自体のハードリンクされたコピーがある場合、スナップショットは本質的に空のままになりますか？

  5. BTRFSはZFSとほぼ同じことを行うように設計されているという提案がありますが、これらの条件で同じ動作をすることが期待されますか？

  6. WindowsマシンがSAMBAを介してリモートでZFS共有にアクセスする場合、上記と同じ動作が当てはまりますか、それともSAMBAは標準のドライブ命令のサブセットになりますか？つまり、移動はコピーと削除になりますか？

  7. 上記の質問に一般的に答えることは可能ですか、それともすべて実装固有の答えですか？

コメント提供者の要求に応じて、以下は説明されている操作で実行されるテストです。

システムインフォメーション：

  • CentOS7カーネル3.10.0
  • ZFS v0.6.5.9-1

。

                  `zpool list`           `zfs list`
      POOL        SIZE  ALLOC   FREE    USED   AVAIL  REFER

プールを作成します：zpool create -m /test/mnt FILE-TEST /test/1.img /test/2.img

      FILE-TEST   224M  80.5K    224M    73K    192M    19K

スナップショット：zfs snapshot FILE-TEST@1

      FILE-TEST   224M   122K    224M    73K    192M    19K
      FILE-TEST@1                          0       -    19K

ファイルの作成：echo ‘test’ > /test/mnt/test.txt

      FILE-TEST   224M   132K    224M    95K    192M    21K
      FILE-TEST@1                        17K       -    19K

ファイルサイズを増やします： `head -c 128K /test/mnt/test.txt

      FILE-TEST   224M   678K   223M    490K    192M    148K
      FILE-TEST@1                        17K       -    19K

スナップショット：zfs snapshot FILE-TEST@2

      FILE-TEST   224M   267K   224M    239K    192M    148K
      FILE-TEST@1                        17K       -     19K
      FILE-TEST@2                          0       -     48K

ファイルを編集し、最後の4バイトを変更します。

      FILE-TEST   224M  1.07M   223M    386K    192M    148K
      FILE-TEST@1                        17K       -     19K
      FILE-TEST@2                       138K       -    148K

スナップショット：zfs snapshot FILE-TEST@3

      FILE-TEST   224M   548K   223M    388K    192M    148K
      FILE-TEST@1                        17K       -     19K
      FILE-TEST@2                       138K       -    148K
      FILE-TEST@3                          0       -    148K

ファイル名を変更する mv test.txt test2.txt

      FILE-TEST   224M   552K   223M    404K    192M    150K
      FILE-TEST@1                        17K       -     19K
      FILE-TEST@2                       138K       -    148K
      FILE-TEST@3                        10K       -    148K

スナップショット：zfs snapshot FILE-TEST@4

      FILE-TEST   224M  1.06M   223M    645K    191M    150K
      FILE-TEST@1                        17K       -     19K
      FILE-TEST@2                       138K       -    148K
      FILE-TEST@3                        10K       -    148K
      FILE-TEST@4                          0       -    150K

新しいフォルダ：mkdir /test/mnt/subdir

      FILE-TEST   224M   716K   223M    420K    192M    151K
      FILE-TEST@1                        17K       -     19K
      FILE-TEST@2                       138K       -    148K
      FILE-TEST@3                        10K       -    148K
      FILE-TEST@4                         9K       -    150K

スナップショット：zfs snapshot FILE-TEST@5

      FILE-TEST   224M   790K   223M    424K    192M    151K
      FILE-TEST@1                        17K       -     19K
      FILE-TEST@2                       138K       -    148K
      FILE-TEST@3                        10K       -    148K
      FILE-TEST@4                         9K       -    150K
      FILE-TEST@5                          0       -    151K

ファイルの移動：mv /test/mnt/test2.txt /test/mnt/subdir/

      FILE-TEST   224M   584K   223M    444K    192M    151K
      FILE-TEST@1                        17K       -     19K
      FILE-TEST@2                       138K       -    148K
      FILE-TEST@3                        10K       -    148K
      FILE-TEST@4                         9K       -    150K
      FILE-TEST@5                        10K       -    151K

スナップショット：zfs snapshot FILE-TEST@6

      FILE-TEST   224M   602K   223M    447K    192M    151K
      FILE-TEST@1                        17K       -     19K
      FILE-TEST@2                       138K       -    148K
      FILE-TEST@3                        10K       -    148K
      FILE-TEST@4                         9K       -    150K
      FILE-TEST@5                        10K       -    151K
      FILE-TEST@6                          0       -    151K

ハードリンクファイルを作成します：cp -l /test/mnt/subdir/test2.txt /test/mnt/subdir/test3.txt

      FILE-TEST   224M   603K   223M    466K    192M    152K
      FILE-TEST@1                        17K       -     19K
      FILE-TEST@2                       138K       -    148K
      FILE-TEST@3                        10K       -    148K
      FILE-TEST@4                         9K       -    150K
      FILE-TEST@5                        10K       -    151K
      FILE-TEST@6                        12K       -    151K

上記からの観察：

  • SIZEとFREEは非常に一定であり、ファイルの消費スペースと一致しています。
  • ALLOCはランダムです
  • スナップショットのREFERは、プールのその時点でのREFERと等しいようです
  • ほとんどの操作では、スナップショットのUSEDは約10KBです。ただし、ファイルの変更を除いて、USEDは変更されたファイルサイズ全体よりもわずかに大きくなります。
  • プールでUSEDは不平等なジャンプで成長します
  • REFERは、操作ごとに約1Kずつ徐々に増加します
  • 現在以外のスナップショットのサイズは変更されません
sambazfsbtrfs
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J Collins
  1. スナップショットの後にZFSでファイルが変更された場合、スナップショットは同じサイズで違いだけですか、それともファイル全体ですか？

異なるブロックはサイズを大きくします。

つまり、ファイルが100ブロックで構成されていて、1バイトを変更した場合（1バイトが1ブロックよりも小さいと仮定）、最後に1つの新しいブロック（合計101）が追加され、古いファイルはブロック1から100を参照します（スナップショットから読み取り専用でアクセスできます）、新しい/現在のファイルはブロック1から37および39から101（または実際の変更操作に応じて他の任意の組み合わせ）を参照します。

スナップショットを破棄するとすぐに、ブロック38は空きとしてマークされ、上書きできます（他のスナップショットがスナップショットを参照していない場合）。

  1. スナップショットの後にファイルがZFSで移動された場合、スナップショットは基本的にゼロサイズのままですか？

同じファイルシステム内では、メタデータは別として、はい（たとえば、参照を再配置する必要があります）。

ファイルシステム間では、ファイルシステムが同じプールまたは相互の子孫にある場合でも、完全なコピーと削除の操作になります。

  1. スナップショットの後にZFSでファイルの名前が変更された場合、スナップショットのサイズは基本的にゼロのままですか？

はい、メタデータは別として（たとえば、新しい名前をどこかに記録する必要があります）。

  1. スナップショットの後にファイルにそれ自体のハードリンクされたコピーがある場合、スナップショットは本質的に空のままになりますか？

ここで具体的に教えてください。

  1. BTRFSはZFSとほぼ同じことを行うように設計されているという提案がありますが、これらの条件で同じ動作をすることが期待されますか？

私はそれがすべて同じことをするとは思いません。

  1. WindowsマシンがSAMBAを介してリモートでZFS共有にアクセスする場合、上記と同じ動作が当てはまりますか、それともSAMBAは標準のドライブ命令のサブセットになりますか？つまり、移動はコピー+削除になりますか？

Windowsファイル共有には2つの実装が考えられます。SunforSolarisによって開発され、OpenSolaris/illumosでオープンソース化されたCIFSサーバー、またはほぼすべてのGNU/Linuxディストリビューションで使用されるSamba SMB実装です。およびBSDシステム：

  • Solarisバージョンは、ZFS機能（ファイルシステムに直接共有プロパティを設定する、Windowsの以前のバージョンとしてZFSスナップショットを実装するなど）により適しています。
  • 一方、Sambaバージョンはよりクロスプラットフォームであり、（部分的な）SMB3サポート、IIRCなどのより高度な機能を備えています。

2番目のケースでは、テストはしていませんが、他のシステムとほぼ同じであると思います。

  1. 上記の質問に一般的に答えることは可能ですか、それともすべて実装固有の答えですか？

Cコードを読みたい場合は、illumos/OpenZFSリポジトリ（Githubリポジトリ）にあるコードに従って具体的に回答するか、マニュアルページとドキュメントに従って一般的に回答することができます。たとえば、REFER、USEDなどのプロパティが詳細に説明されています。最も興味深いマンページはman zpool（ハードウェア、ディスクレイアウト、プールプロパティ）、man zfs（ファイルシステムのプロパティ、スナップショット、クローン）、man chmod（Solaris/illumosのみ、ACLのファイルと共有）およびman zdb（デバッグと分析）。

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user121391