RAID-Z ou mirror: como planejar seus pools ZFS

Ao montar um pool no ZFS, a topologia dos discos é a decisão mais importante — e a mais difícil de mudar depois. Diferente de outros sistemas, o ZFS não permite simplesmente adicionar um disco a um conjunto existente para ampliá-lo: você adiciona um vdev inteiro, ou reconstrói o pool do zero. Vale gastar meia hora decidindo agora para não gastar um fim de semana daqui a dois anos.

Mirror (espelho)

Cada dado é gravado em dois ou mais discos idênticos. Você perde metade da capacidade bruta, mas ganha em quase todo o resto.

• Desempenho de leitura — o ZFS lê de qualquer disco do par, então leituras aleatórias escalam com o número de espelhos;
• Reconstrução rápida — substituir um disco é copiar de um par para o novo. Não há cálculo de paridade, e o pool volta ao normal em horas, não dias;
• Expansão simples — para crescer, basta adicionar mais um par. Você pode crescer de dois em dois discos, conforme a necessidade;
• Tolera a perda de 1 disco por par. Com espelhos triplos, 2 por conjunto.

Indicado para: virtualização, bancos de dados, qualquer carga com muita leitura ou escrita aleatória, e pools que vão crescer aos poucos.

RAID-Z

Semelhante em ideia ao RAID 5 e 6: distribui dados e paridade entre os discos. Aproveita bem melhor a capacidade, ao custo de desempenho em acesso aleatório e de reconstruções mais lentas.

• RAID-Z1 — tolera 1 disco por grupo;
• RAID-Z2 — tolera 2. É a recomendação padrão para discos grandes;
• RAID-Z3 — tolera 3, para pools muito grandes ou discos de altíssima capacidade.

Indicado para: arquivos, mídia, backup, arquivamento — cargas de leitura e escrita sequencial, onde capacidade importa mais que latência.

A conta de capacidade

Com oito discos de 8 TB, o resultado muda bastante conforme a escolha:

A tabela revela algo que costuma passar despercebido: em RAID-Z, o desempenho de acesso aleatório é aproximadamente o de um único disco por vdev, independentemente de quantos discos ele tenha. Um RAID-Z2 de oito discos não é oito vezes mais rápido; para leitura aleatória, ele se comporta como um disco só. É por isso que virtualização em RAID-Z decepciona tanta gente.

O perigo real da reconstrução

Há um agravante frequente: discos comprados juntos vêm do mesmo lote e envelhecem no mesmo ritmo. Uma segunda falha durante a reconstrução não é azar excepcional — é um cenário com probabilidade real. Sempre que possível, misture lotes ou fabricantes no mesmo pool.

Regras práticas para montar

• Não misture topologias no mesmo pool. Um vdev em mirror ao lado de um RAID-Z faz o pool herdar o pior comportamento dos dois;
• Vdevs do mesmo tamanho. O ZFS distribui a gravação entre os vdevs, e um menor vira gargalo;
• Não passe de 10 a 12 discos por vdev RAID-Z. Acima disso, a reconstrução fica proibitivamente lenta. Prefira dois vdevs menores;
• Reserve um disco sobressalente — configurado como hot spare ou guardado na gaveta. Esperar a entrega de um disco com o pool degradado é um risco desnecessário;
• Planeje para 80%. ZFS perde desempenho de forma acentuada acima disso. Se você precisa de 40 TB utilizáveis, dimensione para 50 TB.

Decidindo em três perguntas

1. O que vai rodar nesse pool? Disco de máquina virtual ou banco de dados: mirror. Arquivos, mídia, backup: RAID-Z2;
2. Como você pretende crescer? Aos poucos, conforme o orçamento: mirror, que cresce de dois em dois. Em blocos planejados: RAID-Z;
3. Qual o tamanho dos discos? Acima de 12 TB, descarte RAID-Z1 — a janela de reconstrução é longa demais.

Quando o orçamento não fecha, uma saída comum é separar em dois pools: um mirror pequeno de SSDs para virtualização e banco, e um RAID-Z2 grande de discos rígidos para arquivos e backup. Cada carga fica onde rende melhor, e o custo total sai menor do que padronizar tudo pela topologia mais cara.

Topologia não é backup

Vale insistir nisso porque é o mal-entendido mais caro em armazenamento. Redundância protege contra falha de disco. Ela não protege contra:

• arquivo apagado por engano — o pool replica a exclusão fielmente em todos os discos;
• ransomware — a criptografia é gravada com redundância impecável;
• falha da controladora, do servidor ou do prédio;
• erro de configuração que destrói o pool.

Um pool RAID-Z2 sem snapshots e replicação é um storage bem construído sem plano de recuperação. A topologia é a primeira camada; o backup é a que salva a empresa.

A TRIAT dimensiona pools ZFS a partir da carga real de cada cliente — e monta a estratégia de backup em cima, porque uma coisa não substitui a outra.