]> git.proxmox.com Git - pve-docs.git/blobdiff - local-zfs.adoc
attrs: update cephdocs template to quincy
[pve-docs.git] / local-zfs.adoc
index 5b36f5e72e3f03986796fac78e168a81772d25db..014f5874b015a259b997d9be78898424e3819c77 100644 (file)
@@ -32,7 +32,8 @@ management.
 
 * Copy-on-write clone
 
-* Various raid levels: RAID0, RAID1, RAID10, RAIDZ-1, RAIDZ-2 and RAIDZ-3
+* Various raid levels: RAID0, RAID1, RAID10, RAIDZ-1, RAIDZ-2, RAIDZ-3,
+dRAID, dRAID2, dRAID3
 
 * Can use SSD for cache
 
@@ -42,8 +43,6 @@ management.
 
 * Designed for high storage capacities
 
-* Protection against data corruption
-
 * Asynchronous replication over network
 
 * Open Source
@@ -57,22 +56,22 @@ Hardware
 ~~~~~~~~
 
 ZFS depends heavily on memory, so you need at least 8GB to start. In
-practice, use as much you can get for your hardware/budget. To prevent
+practice, use as much as you can get for your hardware/budget. To prevent
 data corruption, we recommend the use of high quality ECC RAM.
 
 If you use a dedicated cache and/or log disk, you should use an
-enterprise class SSD (e.g. Intel SSD DC S3700 Series). This can
+enterprise class SSD. This can
 increase the overall performance significantly.
 
-IMPORTANT: Do not use ZFS on top of hardware controller which has its
-own cache management. ZFS needs to directly communicate with disks. An
-HBA adapter is the way to go, or something like LSI controller flashed
-in ``IT'' mode.
+IMPORTANT: Do not use ZFS on top of a hardware RAID controller which has its
+own cache management. ZFS needs to communicate directly with the disks. An
+HBA adapter or something like an LSI controller flashed in ``IT'' mode is more
+appropriate.
 
 If you are experimenting with an installation of {pve} inside a VM
 (Nested Virtualization), don't use `virtio` for disks of that VM,
-since they are not supported by ZFS. Use IDE or SCSI instead (works
-also with `virtio` SCSI controller type).
+as they are not supported by ZFS. Use IDE or SCSI instead (also works
+with the `virtio` SCSI controller type).
 
 
 Installation as Root File System
@@ -168,17 +167,17 @@ Each `vdev` type has different performance behaviors. The two
 parameters of interest are the IOPS (Input/Output Operations per Second) and
 the bandwidth with which data can be written or read.
 
-A 'mirror' vdev (RAID1) will approximately behave like a single disk in regards
-to both parameters when writing data. When reading data if will behave like the
-number of disks in the mirror.
+A 'mirror' vdev (RAID1) will approximately behave like a single disk in regard
+to both parameters when writing data. When reading data the performance will
+scale linearly with the number of disks in the mirror.
 
 A common situation is to have 4 disks. When setting it up as 2 mirror vdevs
 (RAID10) the pool will have the write characteristics as two single disks in
-regard of IOPS and bandwidth. For read operations it will resemble 4 single
+regard to IOPS and bandwidth. For read operations it will resemble 4 single
 disks.
 
 A 'RAIDZ' of any redundancy level will approximately behave like a single disk
-in regard of IOPS with a lot of bandwidth. How much bandwidth depends on the
+in regard to IOPS with a lot of bandwidth. How much bandwidth depends on the
 size of the RAIDZ vdev and the redundancy level.
 
 For running VMs, IOPS is the more important metric in most situations.
@@ -236,22 +235,63 @@ There are a few options to counter the increased use of space:
 The `volblocksize` property can only be set when creating a ZVOL. The default
 value can be changed in the storage configuration. When doing this, the guest
 needs to be tuned accordingly and depending on the use case, the problem of
-write amplification if just moved from the ZFS layer up to the guest.
+write amplification is just moved from the ZFS layer up to the guest.
 
 Using `ashift=9` when creating the pool can lead to bad
 performance, depending on the disks underneath, and cannot be changed later on.
 
 Mirror vdevs (RAID1, RAID10) have favorable behavior for VM workloads. Use
-them, unless your environmanet has specific needs and charactersitics where
+them, unless your environment has specific needs and characteristics where
 RAIDZ performance characteristics are acceptable.
 
 
+ZFS dRAID
+~~~~~~~~~
+
+In a ZFS dRAID (declustered RAID) the hot spare drive(s) participate in the RAID.
+Their spare capacity is reserved and used for rebuilding when one drive fails.
+This provides, depending on the configuration, faster rebuilding compared to a
+RAIDZ in case of drive failure. More information can be found in the official
+OpenZFS documentation. footnote:[OpenZFS dRAID
+https://openzfs.github.io/openzfs-docs/Basic%20Concepts/dRAID%20Howto.html]
+
+NOTE: dRAID is intended for more than 10-15 disks in a dRAID. A RAIDZ
+setup should be better for a lower amount of disks in most use cases.
+
+NOTE: The GUI requires one more disk than the minimum (i.e. dRAID1 needs 3). It
+expects that a spare disk is added as well.
+
+ * `dRAID1` or `dRAID`: requires at least 2 disks, one can fail before data is
+lost
+ * `dRAID2`: requires at least 3 disks, two can fail before data is lost
+ * `dRAID3`: requires at least 4 disks, three can fail before data is lost
+
+
+Additional information can be found on the manual page:
+
+----
+# man zpoolconcepts
+----
+
+Spares and Data
+^^^^^^^^^^^^^^^
+The number of `spares` tells the system how many disks it should keep ready in
+case of a disk failure. The default value is 0 `spares`. Without spares,
+rebuilding won't get any speed benefits.
+
+`data` defines the number of devices in a redundancy group. The default value is
+8. Except when `disks - parity - spares` equal something less than 8, the lower
+number is used. In general, a smaller number of `data` devices leads to higher
+IOPS, better compression ratios and faster resilvering, but defining fewer data
+devices reduces the available storage capacity of the pool.
+
+
 Bootloader
 ~~~~~~~~~~
 
-Depending on whether the system is booted in EFI or legacy BIOS mode the
-{pve} installer sets up either `grub` or `systemd-boot` as main bootloader.
-See the chapter on xref:sysboot[{pve} host bootladers] for details.
+{pve} uses xref:sysboot_proxmox_boot_tool[`proxmox-boot-tool`] to manage the
+bootloader configuration.
+See the chapter on xref:sysboot[{pve} host bootloaders] for details.
 
 
 ZFS Administration
@@ -271,14 +311,23 @@ manual pages, which can be read with:
 Create a new zpool
 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^
 
-To create a new pool, at least one disk is needed. The `ashift` should
-have the same sector-size (2 power of `ashift`) or larger as the
-underlying disk.
+To create a new pool, at least one disk is needed. The `ashift` should have the
+same sector-size (2 power of `ashift`) or larger as the underlying disk.
 
 ----
 # zpool create -f -o ashift=12 <pool> <device>
 ----
 
+[TIP]
+====
+Pool names must adhere to the following rules:
+
+* begin with a letter (a-z or A-Z)
+* contain only alphanumeric, `-`, `_`, `.`, `:` or ` ` (space) characters
+* must *not begin* with one of `mirror`, `raidz`, `draid` or `spare`
+* must not be `log`
+====
+
 To activate compression (see section <<zfs_compression,Compression in ZFS>>):
 
 ----
@@ -366,8 +415,8 @@ As `<device>` it is possible to use more devices, like it's shown in
 Add cache and log to an existing pool
 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
 
-If you have a pool without cache and log. First partition the SSD in
-2 partition with `parted` or `gdisk`
+If you have a pool without cache and log, first create 2 partitions on the SSD
+with `parted` or `gdisk`.
 
 IMPORTANT: Always use GPT partition tables.
 
@@ -389,8 +438,15 @@ Changing a failed device
 
 .Changing a failed bootable device
 
-Depending on how {pve} was installed it is either using `grub` or `systemd-boot`
-as bootloader (see xref:sysboot[Host Bootloader]).
+Depending on how {pve} was installed it is either using `systemd-boot` or `grub`
+through `proxmox-boot-tool`
+footnote:[Systems installed with {pve} 6.4 or later, EFI systems installed with
+{pve} 5.4 or later] or plain `grub` as bootloader (see
+xref:sysboot[Host Bootloader]). You can check by running:
+
+----
+# proxmox-boot-tool status
+----
 
 The first steps of copying the partition table, reissuing GUIDs and replacing
 the ZFS partition are the same. To make the system bootable from the new disk,
@@ -402,40 +458,40 @@ different steps are needed which depend on the bootloader in use.
 # zpool replace -f <pool> <old zfs partition> <new zfs partition>
 ----
 
-NOTE: Use the `zpool status -v` command to monitor how far the resivlering
+NOTE: Use the `zpool status -v` command to monitor how far the resilvering
 process of the new disk has progressed.
 
-.With `systemd-boot`:
+.With `proxmox-boot-tool`:
 
 ----
-# pve-efiboot-tool format <new disk's ESP>
-# pve-efiboot-tool init <new disk's ESP>
+# proxmox-boot-tool format <new disk's ESP>
+# proxmox-boot-tool init <new disk's ESP>
 ----
 
 NOTE: `ESP` stands for EFI System Partition, which is setup as partition #2 on
 bootable disks setup by the {pve} installer since version 5.4. For details, see
-xref:sysboot_systemd_boot_setup[Setting up a new partition for use as synced ESP].
+xref:sysboot_proxmox_boot_setup[Setting up a new partition for use as synced ESP].
 
-.With `grub`:
+.With plain `grub`:
 
 ----
 # grub-install <new disk>
 ----
+NOTE: plain `grub` is only used on systems installed with {pve} 6.3 or earlier,
+which have not been manually migrated to using `proxmox-boot-tool` yet.
 
-Activate E-Mail Notification
-~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
 
-ZFS comes with an event daemon, which monitors events generated by the
-ZFS kernel module. The daemon can also send emails on ZFS events like
-pool errors. Newer ZFS packages ship the daemon in a separate package,
-and you can install it using `apt-get`:
+Configure E-Mail Notification
+~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
 
-----
-# apt-get install zfs-zed
-----
+ZFS comes with an event daemon `ZED`, which monitors events generated by the ZFS
+kernel module. The daemon can also send emails on ZFS events like pool errors.
+Newer ZFS packages ship the daemon in a separate `zfs-zed` package, which should
+already be installed by default in {pve}.
 
-To activate the daemon it is necessary to edit `/etc/zfs/zed.d/zed.rc` with your
-favourite editor, and uncomment the `ZED_EMAIL_ADDR` setting:
+You can configure the daemon via the file `/etc/zfs/zed.d/zed.rc` with your
+favorite editor. The required setting for email notification is
+`ZED_EMAIL_ADDR`, which is set to `root` by default.
 
 --------
 ZED_EMAIL_ADDR="root"
@@ -444,33 +500,57 @@ ZED_EMAIL_ADDR="root"
 Please note {pve} forwards mails to `root` to the email address
 configured for the root user.
 
-IMPORTANT: The only setting that is required is `ZED_EMAIL_ADDR`. All
-other settings are optional.
-
 
 [[sysadmin_zfs_limit_memory_usage]]
 Limit ZFS Memory Usage
 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
 
-It is good to use at most 50 percent (which is the default) of the
-system memory for ZFS ARC to prevent performance shortage of the
-host. Use your preferred editor to change the configuration in
-`/etc/modprobe.d/zfs.conf` and insert:
+ZFS uses '50 %' of the host memory for the **A**daptive **R**eplacement
+**C**ache (ARC) by default. Allocating enough memory for the ARC is crucial for
+IO performance, so reduce it with caution. As a general rule of thumb, allocate
+at least +2 GiB Base + 1 GiB/TiB-Storage+. For example, if you have a pool with
++8 TiB+ of available storage space then you should use +10 GiB+ of memory for
+the ARC.
+
+You can change the ARC usage limit for the current boot (a reboot resets this
+change again) by writing to the +zfs_arc_max+ module parameter directly:
+
+----
+ echo "$[10 * 1024*1024*1024]" >/sys/module/zfs/parameters/zfs_arc_max
+----
+
+To *permanently change* the ARC limits, add the following line to
+`/etc/modprobe.d/zfs.conf`:
 
 --------
 options zfs zfs_arc_max=8589934592
 --------
 
-This example setting limits the usage to 8GB.
+This example setting limits the usage to 8 GiB ('8 * 2^30^').
+
+IMPORTANT: In case your desired +zfs_arc_max+ value is lower than or equal to
++zfs_arc_min+ (which defaults to 1/32 of the system memory), +zfs_arc_max+ will
+be ignored unless you also set +zfs_arc_min+ to at most +zfs_arc_max - 1+.
+
+----
+echo "$[8 * 1024*1024*1024 - 1]" >/sys/module/zfs/parameters/zfs_arc_min
+echo "$[8 * 1024*1024*1024]" >/sys/module/zfs/parameters/zfs_arc_max
+----
+
+This example setting (temporarily) limits the usage to 8 GiB ('8 * 2^30^') on
+systems with more than 256 GiB of total memory, where simply setting
++zfs_arc_max+ alone would not work.
 
 [IMPORTANT]
 ====
-If your root file system is ZFS you must update your initramfs every
+If your root file system is ZFS, you must update your initramfs every
 time this value changes:
 
 ----
-# update-initramfs -u
+# update-initramfs -u -k all
 ----
+
+You *must reboot* to activate these changes.
 ====
 
 
@@ -484,7 +564,7 @@ to an external Storage.
 
 We strongly recommend to use enough memory, so that you normally do not
 run into low memory situations. Should you need or want to add swap, it is
-preferred to create a partition on a physical disk and use it as swapdevice.
+preferred to create a partition on a physical disk and use it as a swap device.
 You can leave some space free for this purpose in the advanced options of the
 installer. Additionally, you can lower the
 ``swappiness'' value. A good value for servers is 10:
@@ -518,6 +598,12 @@ improve performance when sufficient memory exists in a system.
 Encrypted ZFS Datasets
 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
 
+WARNING: Native ZFS encryption in {pve} is experimental. Known limitations and
+issues include Replication with encrypted datasets
+footnote:[https://bugzilla.proxmox.com/show_bug.cgi?id=2350],
+as well as checksum errors when using Snapshots or ZVOLs.
+footnote:[https://github.com/openzfs/zfs/issues/11688]
+
 ZFS on Linux version 0.8.0 introduced support for native encryption of
 datasets. After an upgrade from previous ZFS on Linux versions, the encryption
 feature can be enabled per pool:
@@ -564,10 +650,10 @@ All guest volumes/disks create on this storage will be encrypted with the
 shared key material of the parent dataset.
 
 To actually use the storage, the associated key material needs to be loaded
-with `zfs load-key`:
+and the dataset needs to be mounted. This can be done in one step with:
 
 ----
-# zfs load-key tank/encrypted_data
+# zfs mount -l tank/encrypted_data
 Enter passphrase for 'tank/encrypted_data':
 ----
 
@@ -659,7 +745,7 @@ WARNING: Adding a `special` device to a pool cannot be undone!
 
 ZFS datasets expose the `special_small_blocks=<size>` property. `size` can be
 `0` to disable storing small file blocks on the `special` device or a power of
-two in the range between `512B` to `128K`. After setting the property new file
+two in the range between `512B` to `1M`. After setting the property new file
 blocks smaller than `size` will be allocated on the `special` device.
 
 IMPORTANT: If the value for `special_small_blocks` is greater than or equal to
@@ -687,3 +773,38 @@ in the pool will opt in for small file blocks).
 ----
 # zfs set special_small_blocks=0 <pool>/<filesystem>
 ----
+
+[[sysadmin_zfs_features]]
+ZFS Pool Features
+~~~~~~~~~~~~~~~~~
+
+Changes to the on-disk format in ZFS are only made between major version changes
+and are specified through *features*. All features, as well as the general
+mechanism are well documented in the `zpool-features(5)` manpage.
+
+Since enabling new features can render a pool not importable by an older version
+of ZFS, this needs to be done actively by the administrator, by running
+`zpool upgrade` on the pool (see the `zpool-upgrade(8)` manpage).
+
+Unless you need to use one of the new features, there is no upside to enabling
+them.
+
+In fact, there are some downsides to enabling new features:
+
+* A system with root on ZFS, that still boots using `grub` will become
+  unbootable if a new feature is active on the rpool, due to the incompatible
+  implementation of ZFS in grub.
+* The system will not be able to import any upgraded pool when booted with an
+  older kernel, which still ships with the old ZFS modules.
+* Booting an older {pve} ISO to repair a non-booting system will likewise not
+  work.
+
+IMPORTANT: Do *not* upgrade your rpool if your system is still booted with
+`grub`, as this will render your system unbootable. This includes systems
+installed before {pve} 5.4, and systems booting with legacy BIOS boot (see
+xref:sysboot_determine_bootloader_used[how to determine the bootloader]).
+
+.Enable new features for a ZFS pool:
+----
+# zpool upgrade <pool>
+----