دليل ZFS: تثبيت وتحسين نظام ملفات ZFS على ZimaBoard

تحياتنا لعشاق ZimaBoard! اليوم، يسعدنا أن نقدم لكم درسًا شاملاً من عضو مجتمعنا المخلص، Tyrehl. لا يقتصر Tyrehl على إرشادكم بخبرة خلال عملية تثبيت ZFS على ZimaBoard، بل يقدم أيضًا نظرة شاملة على ZimaBoard نفسه.

من رؤى المجتمع إلى تعليمات التثبيت التفصيلية، تُعد مقالة Tyrehl مصدرًا شاملاً لفتح الإمكانات الكاملة لكل من ZFS وZimaBoard. نقدم شكرنا العميق لـ Tyrehl على هذه المساهمة القيمة، التي تجسر الفجوة بين تفاعل المجتمع والمعرفة التقنية. لنبدأ هذه الرحلة معًا ونرتقي بتجربتك مع ZimaBoard. استمتع بالاكتشاف!

مقدمة

تُعد الحواسيب ذات اللوحة الواحدة (SBCs) شائعة جدًا في سيناريوهات المختبرات المنزلية، وخلال السنوات الأخيرة حققت تقدمًا في البيئات المهنية والصناعية أيضًا. اليوم هناك نظام بيئي كبير يركز على الحوسبة الطرفية والأنظمة صغيرة الحجم.

من السهل الحصول على حوسبة جيدة، مع توفر العديد من SBCs التي تقدم 4 أنوية وذاكرة كافية لتطبيقات مختلفة. حيث عادة ما يقصرون هو في جانب التخزين. بطاقات SD والتخزين الفلاش بشكل عام بطيئة وعرضة للفشل في سيناريوهات الكتابة المكثفة. الأقراص المتصلة عبر USB لا توفر نفس مستوى الموثوقية، واختيار موصل USB إلى SATA جيد ليس أمرًا بسيطًا أيضًا.

يمتلك ZimaBoard ورقة رابحة. منفذي SATA، وإيثرنت مزدوج بسرعة 100/1000، وخيارات توسيع PCIe المتنوعة، تجعل منه نظامًا مرنًا جدًا.

أين حدود ما يمكن أن يحققه الحاسوب ذو اللوحة الواحدة (SBC) بشكل واقعي، ولماذا يكون التخزين دائمًا مصدر إزعاج؟ أين هو الوسط الذهبي بين جهاز مدمج لا يتقن أي مهمة بشكل خاص، ووحش من الكابلات مع 6 أقراص SATA يتطلب مزود طاقة ATX خارجي؟

تهدف هذه المقالة إلى استكشاف نقاط القوة في ZimaBoard، وكيف يمكن استغلالها لاستخدامه بشكل جيد. دون أن ينتهي الأمر بإعداد يبدو سخيفًا وغير عملي.

الدافع

كما ذُكر سابقًا، من السهل نشر واستخدام الكثير من قدرات الحوسبة. الذاكرة أيضًا رخيصة، لذا يصبح التخزين هو العامل المحدد بسرعة. أي شخص تعامل مع البنية التحتية على الأرجح يدرك هذا. فقط ألقِ نظرة على خيارات تخزين الشبكة في k8s، والمنصات المختلفة التي تدعي توفير واجهات برمجة تطبيقات متوافقة مع S3 لمجموعتك، ومدى صعوبة نشرها وتشغيلها بشكل صحيح.

يُعد ZimaBoard، بفضل قدراته الممتازة على الإدخال والإخراج، خيارًا رائعًا لجهاز تخزين شبكي صغير الحجم (NAS) أو خادم متعدد الأغراض مع تخزين محلي موثوق. وهنا تكمن التحديات – كيف نوفر تخزينًا مقاومًا للأخطاء في جهاز صغير الحجم، على منصة "تعمل ببساطة" وتكون عملية بشكل ممل.

على الجانب المادي، سنقتصر على تشغيل قرصين 2.5 بوصة فقط باستخدام موصلات الطاقة وSATA في الجزء الخلفي من ZimaBoard. هذا يجعل الحل مضغوطًا جدًا دون الحاجة إلى مزود طاقة خارجي أو بطاقات تمديد.

الأقل هو الأكثر

نشر كمية كبيرة من التخزين أمر جيد، لكن وجود تخزين مقاوم للأخطاء أفضل. لذلك نحتاج إلى نظام ملفات متقدم يوفر تكرار التخزين.

يقدم ZFS قدرات RAID برمجية تتفوق على معظم وحدات تحكم RAID المادية. إنه نظام ملفات ممتاز حقًا مع ميزات أخرى ملحوظة مثل اللقطات التدريجية، والمزامنة بين الأنظمة البعيدة وتجمعات التخزين، والتشفير.

التركيز اليوم هو فقط على تشغيل الأقراص بشكل مكرر. عادةً ما يُستخدم ZFS لإدارة مصفوفة RAIDZ. لكن بما أننا اقتصرنا على قرصين فقط، يبقى خيار واحد فقط ذا صلة – تجمع مرآة ZFS. هذا سيقلل السعة التخزينية إلى النصف، لكنه في الوقت نفسه يوفر لنا تكرارًا أفضل، والقدرة على تحمل فشل قرص واحد. ليس مثاليًا، لكنه الحل المتاح.

الأجهزة

الأقراص

بشكل عام، توصي مجتمع ZimaBoard باستخدام أقراص 2.5 بوصة. ميزتها الرئيسية أنها لا تحتاج إلى سكة 12 فولت لتعمل. هناك تقارير عن اختبارات ناجحة مع أقراص 3.5 بوصة، لذا قد تختلف النتائج. في حالتي، اخترت قرصين SSD بسعة 1 تيرابايت. يمكنك اختيار أقراص HDD أيضًا إذا كنت بحاجة إلى سعة أكبر.

الموصلات والإكسسوارات المطبوعة ثلاثية الأبعاد

يوصى بشدة باستخدام Y-Splitter الرسمي لتوصيل وتشغيل القرصين. هناك حلول بديلة، مثل استخدام محولات USB إلى SATA للطاقة. هذا يبدو غير مرتب، لكنه يعمل. للحفاظ على كل شيء معًا، يعمل حامل HDD مزدوج مطبوع ثلاثي الأبعاد بشكل ممتاز. النتيجة النهائية هي حزمة محمولة ومنخفضة الارتفاع.

الروابط مرفقة في نهاية المقال. وجدت هذا الإصدار مضغوطًا وعمليًا جدًا بسبب حجمه الصغير. كما توجد أغطية مطبوعة ثلاثية الأبعاد لتركيب الرفوف، إذا كان لديك مساحة لذلك.

تثبيت ZFS

يأتي ZimaBoard مع Debian بشكل افتراضي. هذه أيضًا توصية شخصية لي لتوزيعة مستقرة لا تعيقك أو تفاجئك. بالنسبة للتوزيعات الأخرى، استشر الوثائق والتعليمات الخاصة بتثبيت ZFS.

قبل البدء، تذكر تحديث النظام إلى أحدث إصدار LTS إذا أمكنك ذلك. قم بعمل نسخة احتياطية من بياناتك لتسهيل إعادة الإعداد من جديد. ووثق كل خطوة لتسهيل استكشاف الأخطاء وإصلاحها. اطلع على سكريبت الأمر لطريقة مريحة للقيام بذلك.

التعليمات التفصيلية وحالات الاستخدام المتقدمة موثقة في https://wiki.debian.org/ZFS هذا هو المصدر الأساسي الموصى به لإعداد ZFS.

المتطلبات المسبقة

تأكد من إمكانية الوصول إلى مستودعات HTTPS:

1 apt install -y lsb-release apt-transport-https

أضف مستودع Backports لإصدارك عن طريق تحرير /etc/apt/sources.list أو إضافة ملف مصادر جديد تحت ‘/etc/apt/sources.list.d/’:

1 #حدد الاسم الرمزي أو استبدله يدويًا أدناه:
2 codename=$(lsb_release -cs)
3 #أضف مستودع backports إلى قائمة المصادر:
4 echo “deb http://deb.debian.org/debian $codename-backports main contrib non-free”|sudo tee /etc/apt/sources.list.d/debian_backports.list && sudo apt update

حزم ZFS

أخيرًا، وفقًا لوثائق ديبيان، قم بتثبيت أحدث رؤوس Linux والحزم ذات الصلة بـ ZFS:

1 sudo apt install linux-headers-amd64;sudo apt install -t $codename-backports zfsutils-linux zfs-dkms

"أوه لا – حدث خطأ ما"

عادةً ما يمكن تتبع فشل تثبيت ZFS إلى نواة قديمة أو غير صحيحة، أو نقص في رؤوس النواة. من الأفضل إزالة جميع الحزم المتعلقة بـ ZFS، والتحقق من الرؤوس المثبتة، وإعادة قراءة وثائق التثبيت.

1 sudo dpkg -l | egrep ‘linux-image|linux-headers’

إنشاء تجمع ونظام ملفات

عرض الأقراص حسب المعرفات:

1 ls -l /dev/disk/by-id/
2 ls -l /dev/disk/by-id/
3 lrwxrwxrwx 1 root root 9 22 ديسمبر 15:29 ata-KINGSTON_SA400S37960G_50026B73818333D1 -> ../../sdb
lrwxrwxrwx 1 root root 9 22 ديسمبر 15:29 ata-KINGSTON_SA400S37960G_50026B73818333DB -> ../../sda
4 lrwxrwxrwx 1

وإنشاء تجمع بتحديد معرفات الأجهزة الثابتة، مثل:

1 zpool create $mirror_pool_name mirror ata-KINGSTON_SA400S37960G_50026B73818333D1 ata-KINGSTON_SA400S37960G_50026B73818333DB

إنشاء نظام ملفات مشفر:

1 zfs create \
2 -o encryption=on \ # احذف إذا لم يكن ضروريًا
3 -o keyformat=passphrase -o casesensitivity=mixed \
4 -o acltype=posixacl -o xattr=sa -o dnodesize=auto $mirror_pool_name/$dataset_name

سيناريوهات الاستخدام الواقعية والأداء

لا تواجه ZimaBoard أي مشاكل في تشغيل ZFS، ولديها أداء ممتاز مع تأثير التشفير الوحيد على استخدام وحدة المعالجة المركزية بشكل ملحوظ. التحويل وإعادة البث (مثل Jellyfin) ليست مشكلة أيضًا. من الجدير بالذكر أن قراءة أو كتابة ملفات كبيرة جدًا إلى نظام ملفات مشفر ستجهد وحدة المعالجة المركزية بشكل كبير. قد يؤثر هذا على مهام أخرى تعمل على النظام.

SMB/NFS

أثناء الاختبار العام، استغرق كتابة ملف واحد بحجم 12 جيجابايت إلى تجمع ZFS المرآة حوالي 5 دقائق، وكان عنق الزجاجة هو إدخال/إخراج القرص. القراءة من تجمع ZFS كانت أسرع بكثير، حيث استغرقت أقل من نصف الوقت. فعليًا، تم استغلال اتصال الشبكة بسرعة 1 جيجابت في الثانية بالكامل. كلا الاختبارين تم إجراؤهما إلى ومن نظام ملفات غير مشفر:

الاختبار التالي يوضح التأثير الكبير للتشفير على وحدة المعالجة المركزية. تم قراءة نفس الملف بحجم 12 جيجابايت من نظام ملفات ZFS غير المشفر، وكتابته إلى نظام مشفر. الأداء لا يزال ممتازًا، لكن استخدام وحدة المعالجة المركزية ارتفع وبقي مرتفعًا طوال العملية.

الموارد والمراجع

• تثبيت ZFS على ديبيان: https://wiki.debian.org/ZFS#Installation
• https://www.printables.com/model/224057-zimaboard-dual-hdd-stand
• كابل SATA Y: https://shop.zimaboard.com/products/sata-y-cable-for-zimaboard-2-5-inch-hdd-3-5-inch-hdd-raid-free-nas-unraid

الخاتمة

هل لديك أسئلة أو تبحث عن مزيد من التوضيح حول أي جانب من جوانب الدرس؟ Tyrehl هنا لمساعدتك! انضم إلى مجتمعنا على Discord للتواصل مع Tyrehl مباشرة والمشاركة في مناقشات مفيدة. فضولك لا يجب أن يتوقف عند الدرس – Tyrehl جاهز لمساعدتك في رحلتك مع ZFS.انضم إلى سيرفر Discord الخاص بنا: [ zimaboard.com/discord]