2023.9 ZFS 能用于数据盘吗？关于 PVE 下 ZFS RAID 等相关 10 个疑问
totoro625 · 2023-09-12 09:11:55 +08:00 · 4507 次点击这是一个创建于 431 天前的主题，其中的信息可能已经有所发展或是发生改变。
最近翻了一堆 Wiki/论坛，新 PVE 数据盘主观偏向于 ZFS ，目的是为了用上快照
在实际操作体验中，产生了一些疑问，在 Google 、ChatGPT 、Wiki 、官方论坛内解决了大部分问题，但仍有一些疑问希望能得到有用的答案：
Q1：对于特别热衷于备份的 PVE 用户，RAID or ZFS 是否有必要？
Q2：不适用 ECC 内存、RAID 卡的情况下，4 硬盘 RAID10 对比 ZFS(RAID-Z2)哪个好？
Q3：不适用 ECC 内存、RAID 卡的情况下，2 块硬盘 ZFS(Mirror)+1 块硬盘 ext4 备份 对比 2 块硬盘 RAID1+1 块硬盘 ext4 备份哪个好？
Q4：不启用重复数据删除的情况下，预留 8G 内存给 32T ZFS 存储池是否足够？ zfs.arc_max 是否是刚性的？如果如果突发内存占用较大，PVE 系统可用内存不足是否会 boom ？
Q5：低内存条件下 ZFS L2ARC 是否有必要？官方推荐不大于 10 倍内存，如果分配 512G nvme 固态能否充分利用？
Q6：PVE 自带的 ZFS 会不会有坑？只用过 ext4 的一般 Debian 用户能否维护好？
Q7：用了 ZFS 之后如何备份 PVE 虚拟机比较优雅，如果打算异地备份，可以怎么操作？计划 导出 ZFS 的 snapshot 用 Restic 增量去重备份为一堆 128mb 大小的小文件再传输到各个备份点，减轻网络传输压力。
Q8：ZFS(RAID-Z2)不适合存放虚拟机数据，是否应将 VM 系统盘单独放在一个 SSD 上(或者两块 SSD ZFS Mirror)？
Q9：大量的小文件会影响 NFS 性能，具体需要多大的量会影响性能？
注：目前 1.2T 共计 182 万文件，如果 500 万小文件，会有影响吗？
Q10：PVE 下各个 VM 是否应该启用 SWAP ？能否使用内存膨胀替代 SWAP ？
Q11：我即将利用淘汰配置组一套全新的 PVE ，有什么建议给我的吗？
注：优先计划增加 UPS
注 2：已有 1 块 16T 机械硬盘，计划增加 3 块。当前重要数据 1.2T ，归档存储数据 0.5T ，不重要数据 6T ，备份数据若干
注 3：看了 DELL R730XD ，我这点数据量暂不考虑
PS：3 地 3 备+云备
正在运行的虚拟机：
Seafile 专业版，需用到 memcached 、elasticsearch 、Clamav 、OnlyOffice：8~12G 内存； 1.2T 重要数据，急需扩容
MT Photos ，需用到本地 OCR：3~6G 内存； 0.5T 重要数据
Debian 12 ，需用到 Docker （ Tailscale 、NGINX 、frpc ）：2~8G 内存
Debian 12 ，跑一些其他服务：4~8G 内存
Openwrt ，512MB 内存，独占
以上服务共计占用物理内存 13G ，KSM 共享 5G ，SWAP2G
当前备份一次数据需用时 10 小时（内网 NFS：DS120J HDD ）
现淘汰办公用机，增加部分硬件，搭建新的 PVE8.1 ，计划配置如下：
CPU：Intel i5-11400
主板：华硕 ROG STRIX B560-I GAMING WIFI
内存：英睿达 DDR4 3200 16G*2 无 ECC
固态：三星 256G + 2T
机械：HC550 16T*4 （计划购入）
电源：海盗船 RM750e
UPS：APC BR550G-CN （计划购入）
升级预留：一条不支持拆分的 pcie4.0*16 ，后期打算增加一条固态或者购入 PEX8748 等免拆分卡增加 4 条固态
计划如下：256G 固态 ext4 格式安装 PVE ，4 块 16T 机械用系统自带 ZFS(RAID-Z2)阵列，2T 固态作为全部虚拟机的系统盘，不开启直通，原 PVE 下 Seafile 和 MT Photos 转移到新 PVE 。
每日 ZFS snapshot 一次，每日 快照方式 备份一次全部虚拟机至 ZFS 下，用 restic 加密备份后，通过 NFS 备份至外部服务期，再通过云服务备份至网盘。（注：内网 1G ，外网上传 100M ）
尝试过 PVE 安装 TrueNas core/scale ，PVE 挂载 NFS，对 TrueNas 接触很少，需要直通硬盘，担心多一个环节多一份风险。
PVE 炸过很多个，已经有了充分的经验，裸机安装 TrueNas scale 可以考虑，但是比较谨慎。
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xomix 2023-09-12 09:15:53 +08:00
裸机安装 TrueNas scale
内存给大点儿机械盘起飞 |
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totoro625 OP @xomix #1 现有配置 32G 内存，不打算新购（成本较大不如整套扔了换 REG ECC ）
虚拟机要吃 12~18G 内存 |
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xomix 2023-09-12 09:26:38 +08:00
@totoro625 1T 机械硬盘 1g 缓存，缓存可用 ssd 或内存。你可以按需配裸机内存。反正我这边配下来机械硬盘 iSCSIWindows10 起飞
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GrayXu 2023-09-12 09:45:06 +08:00  1
你这有的问题已经是过去式的了，像 turenas 社区很多也是二手信息。比如 Q5 ，现在 ZFS 的大 L2ARC 已经不会明显退化了，能不能充分利用也是看你的 workload pattern 。
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MatthewLuky 2023-09-12 10:04:53 +08:00 1
Q4 实测会 boom
Q6 自带的 ZFS 性能不太好且调优比较麻烦，不如 truenas 方便 为什么不单独一个相当稳定的小机器开个 PBS 做备份，PBS 同样支持 ZFS |
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chronos 2023-09-12 10:22:55 +08:00 1
Q1：对于特别热衷于备份的 PVE 用户，RAID or ZFS 是否有必要？
A1: 我倾向于上 RAIDZ, 因为备份在没有恢复之前无法提供服务。而 RAID 或 RAIDZ 可以在降级的情况下提供服务，而且 ZFS 有快照，透明压缩，数据校验（可以应对静默错误）。 Q2：不适用 ECC 内存、RAID 卡的情况下，4 硬盘 RAID10 对比 ZFS(RAID-Z2)哪个好？ A2: RAID10 的优势是恢复速度更快，但在坏了一块硬盘的情况下不能再坏同个 RAID1 区域的另一块硬盘。RAID-Z2 理论上能再坏任意一块。 Q3：不适用 ECC 内存、RAID 卡的情况下，2 块硬盘 ZFS(Mirror)+1 块硬盘 ext4 备份 对比 2 块硬盘 RAID1+1 块硬盘 ext4 备份哪个好？ A3: ZFS 的快照，透明压缩和数据校验都比 ext4 好，但 zfs 是 COW 的，某些应用上可能会不如 ext4 的性能好，需要实际跑一下测试。ECC 对所有的文件系统都有用，但没有 ECC 也可以上 ZFS ，这个不是必须的。 Q4：不启用重复数据删除的情况下，预留 8G 内存给 32T ZFS 存储池是否足够？ zfs.arc_max 是否是刚性的？如果如果突发内存占用较大，PVE 系统可用内存不足是否会 boom ？ A4: 性能会下降，但这个不是刚性的。 Q5：低内存条件下 ZFS L2ARC 是否有必要？官方推荐不大于 10 倍内存，如果分配 512G nvme 固态能否充分利用？ A5: 不清楚 Q6：PVE 自带的 ZFS 会不会有坑？只用过 ext4 的一般 Debian 用户能否维护好？ A6: 我有两台 PVE 用着自带的 ZFS ，用了好多年了，没发现什么问题。 Q7：用了 ZFS 之后如何备份 PVE 虚拟机比较优雅，如果打算异地备份，可以怎么操作？计划 导出 ZFS 的 snapshot 用 Restic 增量去重备份为一堆 128mb 大小的小文件再传输到各个备份点，减轻网络传输压力。 A7: 虚拟机可以考虑一下 zvol, 通过 zfs set snapdev=visible data/vol 可以将快照显示出来。然后 restic 直接备份 zvol 的快照文件就行, restic 本身会根据块去重的。 Q8：ZFS(RAID-Z2)不适合存放虚拟机数据，是否应将 VM 系统盘单独放在一个 SSD 上(或者两块 SSD ZFS Mirror)？ A8: 理论上肯定是 SSD Mirror 性能更好，看你的虚拟机性能要求了。 Q9：大量的小文件会影响 NFS 性能，具体需要多大的量会影响性能？ A9: 如果用 ZFS 的话，不只是大量小文件会影响性能，还有长期使用后磁盘的碎片率上升也会影响这个。我这边目前是 10.5T 共 136 万个文件，暂时没看出有多大影响。 Q10：PVE 下各个 VM 是否应该启用 SWAP ？能否使用内存膨胀替代 SWAP ？ A10: 这个不太清楚，我一般会启用 SWAP ，减少实际的物理内存占用。 Q11：我即将利用淘汰配置组一套全新的 PVE ，有什么建议给我的吗？ A11：硬盘大小最好一致，ZFS 扩容不是很方便。但考虑到你有多处备份，真要扩容的时候不如直接清空重建。电源质量要过关，这个是硬盘杀手。机箱的散热也要保证，别让硬盘的温度太高了。 |
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wccc 2023-09-12 10:25:03 +08:00
pve 根目录所在系统 不推荐 zfs.
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wccc 2023-09-12 10:28:02 +08:00
zfs 可以增加 ssd 缓存 提升读取性能
q10 还是建议 swap. 内存膨胀 高负载的时候 我觉得反而性能影响更大 |
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Rendex 2023-09-12 10:36:59 +08:00
我记得是有说法 Truenas 加不加缓存其实区别不大，反而会有单盘缓存损坏数据报废的风险。还是推荐大内存会更好。
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totoro625 OP |
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totoro625 OP @Rendex #9 ZFS 缓存通常指的是 ZFS cache 只读缓存，又名 L2ARC ，可以随意掉盘，只影响读取命中
会报废数据的是 SLOG ，同步写入时用的写缓存 |
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oott123 2023-09-12 11:12:41 +08:00 1
如果你使用 PVE 并且大量使用 QEMU 虚拟机，可以考虑使用 Promxmox Backup Server 进行增量备份。
LXC 用得多的话就不推荐了，没有额外好处。 |
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shinko 2023-09-12 15:31:12 +08:00 1
我的 AMD5825U 已经三个 M2 盘组了 Z1 用了快 1 年了。没用 ECC 内存，一共 64G
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mxT52CRuqR6o5 2023-09-12 15:40:06 +08:00
我觉得要么 unraid 要么 zfs ，raid 属于不上不下的方案
如果是想组固态阵列那不太用考虑 zfs 以外的方案，zfs 阵列可以 trim |
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totoro625 OP @mxT52CRuqR6o5 #14 unRaid 入了正版，手上一堆零碎的小硬盘可以组起来用于备份，也不在乎速度
固态阵列太贵了，目前 3 个 m2 位，后期可能加钱加 3 条 m2 位+2 个 u2 位（等国产降价） |
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1423 2023-09-12 16:59:48 +08:00
快照是用在什么场景的? 大文件的话保留旧版本浪费空间,小文件 HDD 读取又太慢
百万的小文件我的话更倾向于做成只读 iso 挂载后读取 我是极力避免在 HDD 上存小文件的 |
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totoro625 OP 1
@1423 #16 快照主要用于给 PVE 下 QEMU 虚拟机做备份，不在乎空间浪费
小文件都是 Seafile 的文件存储导致的，基本都是增量，不清理回收站，并设置了很长时间的文件历史记录，数据都是纯新增，没有修改 该数据盘打算转移到 HDD 上，现有 SSD 只有 2T 太小了 |
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ltkun 2023-09-12 21:57:57 +08:00 via Android 1
用了 zfs 就离不开 zfs 了
目前两套 pve 系统都有 zfs 区别是主力机 2t 的软 raid1 ，19 年安装的时候也没有做 raid 的概念。今年上半年 2t 的 nvme 便宜就入了第二块组了软 raid 。数据盘是八块机械组混合 zfs 系统，四块 4t 和两块 8t 组了 raid6 ，两块 16t 的组了 raid1 。随时可以热升级，比如四块 4t 升级 8t ，不用动任何数据。cache 用了 1 块 1t 的 nvme ，内存目前 128g ，z390 民用平台只能这么多了。 后面新装系统就安装的时候就 zfs 了，12 块 512g 的 ssd 直接组了 raidz3 ，也是 z390 平台，只有 128g 内存，好想要个 256g 内存的民用平台。家用性能根本体验不出来，就是稳。cpu 是 9900t 和 k ，平时 cpu 都是个位数占用率，根本没有欲望升级。 |
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GrayXu 2023-09-26 11:03:29 +08:00
@MatthewLuky #5 好奇你说的 boom 场景具体是什么
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MatthewLuky 2023-09-26 17:08:46 +08:00
@GrayXu 其实很简单，虚拟机开机后占用一部分系统内存，ZFS 手动调了 Max ARC size ，相对于虚拟机内存+ZFS 最大内存 过分配 了，ZFS 跑起来能把系统内存占爆，只能硬重启，其他包括 SSH 都 refuse 。
不 过分配 的话正常来说没太大影响，就是 ZFS Max 这部分内存即使 ZFS 空闲状态不占用内存也无法使用。 |
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gridsah 2023-09-28 16:51:14 +08:00 1
Q1：对于特别热衷于备份的 PVE 用户，RAID or ZFS 是否有必要？
RAID 是高可用方案，不是备份方案。 如果你的服务不能中断，至少上个 raid5 ，掉一块盘可以以降级模式跑，服务不中断。况且有足够的备份，也不怕 raid5 连炸 2 块盘，无非整个机器掉线一两天用备份重建一下。多出的一块盘能多出好多空间。 raid 可以用 ZFS 来做。rsync.net 这家专做数据备份的公司从 2012 年就把 ZFS 用于生产了。用来存数据还是很稳的。 当然我主要看重 ZFS 的快照和文件系统级别的 checksum (防止 bit rotate)。 我对数据完整性要求高，所以即使只有单盘也会上 ZFS 的 raid0 (strip)。 Q2：不适用 ECC 内存、RAID 卡的情况下，4 硬盘 RAID10 对比 ZFS(RAID-Z2)哪个好？ ZFS 并不一定需要 ECC 内存，而且 ZFS 并不推荐使用 RAID 卡。但是推荐使用 HBA 卡或者 RAID 卡的 HBA 模式。 需要读写性能 raid10 ，需要安全性 raidz2 。我自己是 4 盘 raidz2 ，但是如 Q1 所说，我有足够的备份，也可以接受 raid5 连炸两盘的情况。所以我准备在 raidz2 的磁盘空间使用 70% 以后，用冷备数据重建为 4 盘 raidz (raid5)。 Q3：不适用 ECC 内存、RAID 卡的情况下，2 块硬盘 ZFS(Mirror)+1 块硬盘 ext4 备份 对比 2 块硬盘 RAID1+1 块硬盘 ext4 备份哪个好？ 推荐 ZFS 。我需要 ZFS 的快照和文件系统级别的 checksum (防止 bit rotate)。 我对数据完整性要求高，所以即使只有单盘也会上 ZFS 的 raid0 (strip)。我自己用两年多了。没啥毛病。 Q4：不启用重复数据删除的情况下，预留 8G 内存给 32T ZFS 存储池是否足够？ zfs.arc_max 是否是刚性的？如果如果突发内存占用较大，PVE 系统可用内存不足是否会 boom ？ Q5：低内存条件下 ZFS L2ARC 是否有必要？官方推荐不大于 10 倍内存，如果分配 512G nvme 固态能否充分利用？ 如果你加 L2ARC 的话，要把 ARC 和 L2ARC 一起考虑。 首先，L2ARC 的独立性极强，它缓存的多是小文件，偏向于提升随机读写性能。L2ARC 和 ARC 的联系并不是特别紧密。但是，L2ARC 的索引在内存里，所以它会和 ARC 抢内存。 现在假设你的 4*8T 硬盘创建出的存储池有 15T (raid10 或 raidz2)，但是你只有 8G 内存可以用作 ARC+L2ARC 。 primarycache=all 下 8G ARC 的命中率会比较难看。我推荐把 primarycache 的值改成 metadata 这样 ARC 的内存占用就比较小，可以把内存匀给 L2ARC ，然后 L2ARC 设置 primarycache=all 。 我的 raidz2 (4*8t) 15T 左右，配 30G ARC (primarycache=all) 才有 80%+ 的命中率。raidz2 也有 L2ARC ，给了 180G ，命中率 20% 左右。可以看到 ARC 利用率很高。L2ARC 利用率不高，可以接受，因为我的 raidz2 上随机读写比较少，多数是顺序读写。 你这个 15T 可用空间配 8G ARC..... 命中率有多难看我都不敢想 hhhhhh https://note.lishouzhong.com/article/wiki/zfs/ZFS%20%E9%92%88%E5%AF%B9%E4%BD%BF%E7%94%A8%E5%9C%BA%E6%99%AF%E7%9A%84%E4%BC%98%E5%8C%96%E6%96%B9%E6%B3%95.html 你可以在这看到我写的关于 primarycache 相关的东西。 其实你不用太关心那个 10 倍的数据。 https://note.lishouzhong.com/article/wiki/zfs/ZFS%20%E6%8A%80%E5%B7%A7%E4%B8%8E%E7%9F%A5%E8%AF%86.html#org7c13e2d 这是计算 L2ARC 占多少内存的方法，你可以用这个算法算出你的 L2ARC 要用多少内存。 Q6：PVE 自带的 ZFS 会不会有坑？只用过 ext4 的一般 Debian 用户能否维护好？ 我目前有一台 DELL R220 装了 PVE ，系统盘默认的 raid0 在跑，小问题有一点，出在 ZFS 和 systemd 的配合上面，影响数据的问题没有。 Q7：用了 ZFS 之后如何备份 PVE 虚拟机比较优雅，如果打算异地备份，可以怎么操作？计划 导出 ZFS 的 snapshot 用 Restic 增量去重备份为一堆 128mb 大小的小文件再传输到各个备份点，减轻网络传输压力。 不了解，我一直是 PVE 本地的第二个 raid1 的 zpool 存备份文件。 Q8：ZFS(RAID-Z2)不适合存放虚拟机数据，是否应将 VM 系统盘单独放在一个 SSD 上(或者两块 SSD ZFS Mirror)？ 没有什么不适合存放虚拟机数据的，担心性能的话，加个 SLOG 就行。我只是把数据库之类对 I/O 敏感的 VM 放在了 SSD 上，跑应用的都放在 raidz2 上了。后来给 raidz2 配了 SLOG 之后，把数据库 VM 放在 raidz2 上的性能表现也变得可以接受了。 看这里 https://note.lishouzhong.com/article/wiki/zfs/ZFS%20ZIL(SLOG)%20%E7%BB%84%E4%BB%B6.html Q9：大量的小文件会影响 NFS 性能，具体需要多大的量会影响性能？ 注：目前 1.2T 共计 182 万文件，如果 500 万小文件，会有影响吗？ 我是 NFS 重度用户，没这个说法。NFS 的瓶颈在于硬盘或者网络。小文件影响硬盘 I/O 进而影响 NFS 效能，并不是小文件直接对 NFS 产生影响。 FreeBSD 上 NFS 几个核心服务的文档是我翻译的，你需要可以看这里。文档里压根没提小文件。 https://note.lishouzhong.com/article/translation/sitemap-index.html Q10：PVE 下各个 VM 是否应该启用 SWAP ？能否使用内存膨胀替代 SWAP ？ 我的使用经验是，SWAP 可以搞小点。一般我只给 VM 最大 2G SWAP (8G ram 1G swap, 16G ram 2G swap)，作用是降低一下突发的大内存申请、或者大量内存操作带来的压力。如果 VM 真的开始杀进程了，SWAP 根本救不回来，重启吧。 Q11：我即将利用淘汰配置组一套全新的 PVE ，有什么建议给我的吗？ 讲道理，如果你的新 PVE 够用的话，淘汰的配置可以装 PBS 专门用作备份。定时开机，定时跑任务，但是这确实有点浪费。 注：优先计划增加 UPS UPS 很重要很重要很重要很重要很重要很重要 一定要优先 (我手里两台 APC bk650m2-ch) 注 2：已有 1 块 16T 机械硬盘，计划增加 3 块。当前重要数据 1.2T ，归档存储数据 0.5T ，不重要数据 6T ，备份数据若干 注 3：看了 DELL R730XD ，我这点数据量暂不考虑 |
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gridsah 2023-09-28 16:59:31 +08:00
>首先，L2ARC 的独立性极强，它缓存的多是小文件，偏向于提升随机读写性能。
改成 偏向于提升随机读的性能 |
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gridsah 2023-09-28 21:42:30 +08:00
突然想起来，影响 L2ARC cache 行为的那个参数是 secondarycache ，primarycache 控制的是 ARC 的缓存行为....再更正一下
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winson030 237 天前
@xomix 请问，我有四块盘，两块 16t ，两块 3t 。zfs 选择 raid 类型有什么建议吗？上网查到 raidz 会按照最小硬盘的容量确定 pool 的容量，四块盘组 raidz 最后只有 3t ，感觉非常亏。
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totoro625 OP @winson030 #24 你找的 raidz 教程不对，一般不推荐人用 zfs
如果需要相关教程的话可以看一下这两个： A. https://dapeng.li/learning/zfs/index.html B. https://note.lishouzhong.com/article/wiki/sitemap-index.html 多块盘容量不一致不推荐使用 ZFS ，比较推荐你使用 Unraid ，如果一定要 ZFS 可以 两块 16T 的可以分为 2 个 3T 分区，2 个 13T 分区 这样你可以用 4 个 3T 分区组 ZFS ，raidz1 可用空间是 9T ，raidz2 可用空间是 6T 剩下两个 13T 分区随意折腾，可以 raid1 或直接挂载为普通目录 |
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xomix 236 天前
@winson030 不建议选择 zfs ，zfs 和软 raid 建议都选择相同容量硬盘。如果你有不同容量硬盘要用，建议是 16T 两块做条带，3T 两块做 raid0 ，重要数据放 3T ，注意 3T 报警，16T 做 iSCSI 给虚拟机用，你只需要备份几份虚机安装完再封装的信息就够了。
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dilidilid 98 天前
@winson030 上面都回的什么呀，你这种情况可以两块 16T 一个 vdev ，两块 3T 一个 vdev ，总空间 19T ，任何一个 vdev 两块盘一起挂整个 pool 就挂了。但说句实话你那两块 3T 太鸡肋了，不如卖了，就用两块 16T 做 ZFS 镜像。
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xinmans 73 天前
上万兆网卡的话，sata 盘组 zfs （ 16T*8 ），能跑满万兆吗？是否需要加 nvme ssd 的 cache ？
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totoro625 OP @xinmans #29 16T*4 RAID-Z2 + 写缓存 32G*2 + 读缓存 1T + 内存 64G
磁盘测速：fio --randrepeat=1 --ioengine=libaio --direct=1 --gtod_reduce=1 --name=test --filename=test --size 100GB --bs=4m --iodepth=1 --readwrite=write （第二次 read ） WRITE: bw=265MiB/s (278MB/s), 265MiB/s-265MiB/s (278MB/s-278MB/s), io=100GiB (107GB) READ: bw=365MiB/s (383MB/s), 365MiB/s-365MiB/s (383MB/s-383MB/s), io=100GiB (107GB) 测试了一下固态，读 3G 写 400M |
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xinmans 72 天前
@totoro625 16T*8 ，RAIDZ2 ，ARC 缓存 9.8G ，内存 20G ，Swap 15G
WRITE: bw=265MiB/s (278MB/s), 265MiB/s-265MiB/s (278MB/s-278MB/s), io=100GiB (107GB), run=386739-386739msec READ: bw=799MiB/s (838MB/s), 799MiB/s-799MiB/s (838MB/s-838MB/s), io=100GiB (107GB), run=128115-128115msec 写性能和你差不多，读性能翻倍了，可能是 8 盘位的原因（盘位翻倍了）。 |
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xinmans 72 天前
看来组个万兆局域网，可以轻松跑慢万兆吧，读文件和编辑视频文件都会很爽
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