Filesystem ZFS: Riesige Datenmengen erfordern neue Dateisysteme

QNAP hat ein kostenloses Whitepaper mit dem Titel „Welche Vorteile das Filesystem ZFS bietet“ veröffentlicht. „ZFS bietet alle Funktionen, um die Speicherung und Analyse von Daten auch in sehr anspruchsvollen Umgebungen sicher und einfach zu gestalten“, heißt es darin in der Einleitung. 

Die Datenmengen weltweit wachsen und wachsen. Kein Wunder: „Daten gelten als wichtigster Produktionsfaktor digitaler Geschäftsmodelle, deshalb ist ihre sichere Aufbewahrung wichtig“, schreibt die Firma QNAP im zwölfseitigen Whitepaper. QNAP bezieht sich auf das Marktforschungs- und Beratungsunternehmen IDC, nach dessen Einschätzung unstrukturierte Daten jährlich um 60 Prozent wachsen und im Jahr 2025 bereits 80 bis 90 Prozent aller gespeicherten Daten ausmachen sollen. Unstrukturierte Daten können alles Mögliche sein: Texte, Messwerte, Videos, Bilder und noch viel mehr. In diesen gigantischen Datenbergen schlummern Informationen für neue Geschäftsmodelle – umso wichtiger ist es, dass sie schnell zur Verfügung stehen und nicht aus Versehen verändert werden. „Außerdem sind Filesysteme erforderlich, die mit den enormen Datenmengen klarkommen“, so QNAP. „Sie müssen zu SSD-Medien, traditionellen Festplatten sowie möglichst weiteren Speichermedien kompatibel und hochskalierbar sein, um sich beispielsweise in hochperformante Analytik-Umgebungen einzufügen.“

Die Stärken und Schwächen von ext4

Im Anschluss geht das Whitepaper auf das extended filesystem 4 (Kurzform: ext4) ein, das sich unter dem Betriebssystem Linux etablieren konnte und als sehr leistungsfähig gilt. „Bei großen Dateien werden mehrere Speichereinheiten zu einem Block verbunden, der dann gemeinsam über ein sogenanntes Extent adressiert wird“, so QNAP. „So muss bei diesen Dateien nur die Nummer des ersten Blocks und die Zahl der Blocks gespeichert werden, um sie abzurufen. Das erhöht die Performance.“ Doch ext4 hat auch Nachteile, beispielsweise bei der Sicherheit (zeitverzögerte Allokation von Dateiblöcken und Inodes, Root-Verzeichnis lässt sich nicht verschlüsseln, fehlender Schutz gegen den Ausfall einzelner Platten). Zudem ist es mit ext4 derzeit nicht möglich, eine Datenreduktion vorzunehmen. 

Hervorragende Alternative: ZFS

Als Alternative setzt QNAP bei seinem neuen Betriebssystem QuTS Hero „das extrem leistungsfähige Filesystem ZFS als Basis“ ein. „Zu seinen wichtigsten Merkmalen zählen hohe Sicherheit, die Fähigkeit zum Umgang mit sehr großen Dateien, einfache Verwaltung, RAID-Funktionen, ein professionelles Volume-Management und mehr Schutzfunktionen gegen Fehler bei der Dateiübertragung“, heißt es dazu im Whitepaper. Neben weiteren Vorteilen spielt auch das effektive Speicherverhalten von ZFS mithilfe des Copy-on-Write-Verfahrens eine wichtige Rolle, das viel Platz spart. „Außerdem besitzt ZFS Deduplizierungs,- Kompressions- und Verdichtungsfunktionen“, so QNAP weiter. „Sie verringern das Datenvolumen während oder vor der Speicherung.“ 

Weitere Themen im Whitepaper

Im weiteren Verlauf des Whitepapers erläutern die Autoren, welche Vorteile das mehrstufige RAID-Z bietet, wie Snapshots gegen Datenverluste helfen können, wie Selbstheilungsmechanismen bei QNAP-Systemen mit ZFS funktionieren, welche Vorteile QNAP-Speicher im Alltag bieten und welchen Schutz ZFS und QNAP-Systeme gegen Ransomware garantieren. Zum Schluss verrät das Whitepaper noch, welche Systeme von QNAP auf ZFS basieren.