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一 zfs文件系統(tǒng)架構(gòu)解讀

云知道

05年時，第一次接觸到ZFS，直覺感到這個文件系的架構(gòu)新穎，有探究的愿望，可隨著時間的流逝，回到Linux世界后，又把它拋在腦后了，再次看到ZFS，就無法釋然了（據(jù)說Linus眼饞ZFS好久了，想把ZFS移植到Linux，取代EXT3，成為下一代Linux內(nèi)核默認(rèn)的文件系統(tǒng)） 。
ZFS中的這個Z就是“Zettabyte，也就是說存儲量級是Zetta級，1Z=1024的3次方個T，而一個T又等于1024個G，我們可以看出zfs是一個海量級的文件系統(tǒng) 。為什么需要海量級？想想未來的網(wǎng)絡(luò)存儲，企業(yè)和科學(xué)研究的數(shù)據(jù)量，現(xiàn)在的32位文件系統(tǒng)遠難以承載了 。ZFS這個128位的文件系統(tǒng)，估計存儲整個地球的信息都沒有問題了 。FreeBSD社區(qū)的牛人，已經(jīng)著手對ZFS進行了移植 。
在ZFS的架構(gòu)里，最底層的是存儲池，所有的存儲介質(zhì)都放在這個存儲介質(zhì)里面，然后再在這個存儲池上面部署ZFS的文件系統(tǒng)，下面這個圖是zfs的整體架構(gòu)，摘自http://www.openSolaris.org/os/community/zfs/source/　的首頁：該頁對此圖給予了解釋：
三個主要組件：ZPL（ZFS POSIX Layer，ZFS POSIX 層）、DMU（Data Management Unit，數(shù)據(jù)管理單元）和 SPA（ Storage Pool Allocator，存儲池分配器） 。
三個基本層：Interface Layer（接口層，與ZPL對應(yīng)），Transactional Object Layer(事物對象層，與DMU對應(yīng))，Pooled Storage Layer(存儲池層，與SPA組件對應(yīng)) 。
從用戶角度看：
文件系統(tǒng)使用者（Filesystem Consumers）
這些應(yīng)用程序是基本的應(yīng)用程序，可通過 POSIX 文件系統(tǒng) API 單獨與 ZFS 交互 。實際上，每個應(yīng)用程序都可歸為此類別 。系統(tǒng)調(diào)用是通過 OpenSolaris VFS 層傳遞到 ZPL的 。
設(shè)備使用者（Device Consumers）
ZFS 提供了一種創(chuàng)建“仿真卷的方式 。對這些卷的備份通過存儲池中的存儲進行的，但在 /dev下顯示為一個普通設(shè)備 。這并不是典型的使用案例，不過有一些例子充分說明了這種功能的有用之處 。有少量應(yīng)用程序直接與這些設(shè)備交互，但對設(shè)備使用最多的還是，位于設(shè)備層之上的內(nèi)核文件系統(tǒng)或目標(biāo)驅(qū)動程序 。
基于GUI的管理
Solaris 在內(nèi)部版本 28 中提供了基于 Web 的 ZFS GUI 。雖然還不是 OpenSolaris 的組成部分，但它是位于 JNI 層之上基于 Java 的 GUI 的一個示例 。< /p>
管理程序
這些應(yīng)用程序是管理 ZFS 文件系統(tǒng)或存儲池的（包括檢查屬性和數(shù)據(jù)集分層結(jié)構(gòu)） 。盡管還有一些分散的程序（如zoneadm、zoneadmd、fstyp），但兩個主要的應(yīng)用程序還是 zpool(1M) 和 zfs(1M) 。
zpool(1M)
此命令負責(zé)創(chuàng)建和管理 ZFS 存儲池 。其主要目的是分析命令行輸入，將其轉(zhuǎn)換為 libzfs 調(diào)用，并順帶處理出現(xiàn)的任何錯誤 。此命令的源代碼可在 usr/src/cmd/zpool 中找到 。它包含以下文件：
zpool_main.c命令的主體，負責(zé)處理所有的參數(shù)和子命令zpool_vdev.c負責(zé)將一系列 vdev 轉(zhuǎn)換成 libzfs 中的 nvlistzpool_iter.c對系統(tǒng)中中一些或全部存儲池進行循環(huán)處理zpool_util.c其他實用程序
zfs(1M)
此命令負責(zé)創(chuàng)建和管理 ZFS 文件系統(tǒng) 。與 zpool(1M) 類似，其目的實際上只是分析命令行參數(shù)并將處理結(jié)果傳遞到 libzfs 。此命令的源代碼可在 usr/src/cmd/zfs 中找到 。它包含以下文件：
【一 zfs文件系統(tǒng)架構(gòu)解讀】zfs_main.c命令的主體，負責(zé)處理所有的參數(shù)和子命令zfs_iter.c對系統(tǒng)中一些或全部數(shù)據(jù)集進行循環(huán)處理

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