ZFS-Snapshots im Netz synchronisieren

Schnell gesichert

Michael Plura

Das Skript zrep hilft dem ZFS-Administrator dabei, Snapshots des Dateisystems im Netz synchron vorzuhalten.

Das Dateisystem ZFS bietet mächtige Funktionen wie Prüfsummen, Deduplizierung und Snapshots. Ein dreiteiliges Tutorial zum Einsatz von ZFS startete in iX 2/2017 [1]. Das frei verfügbare Skript zrep von Philip Brown erweitert die ZFS-Fähigkeiten und vereinfacht das Replizieren von Snapshots – vor allem im Netz.

zrep nutzt die KornShell (ksh) als Interpreter, bei Linux muss daher zunächst das Paket ksh, bei FreeBSD ksh93 installiert werden. Anschließend lädt man das zrep-Skript herunter (mit fetch unter FreeBSD, mit wget unter Linux):

fetch http://www.bolthole.com/solaris/zrep/zrep

Da FreeBSD ksh93 verwendet, zrep aber auf eine Solaris-Umgebung ausgelegt ist, muss man dort die erste Zeile des Skripts (Shebang-Zeile) ändern:

!#/usr/local/bin/ksh93 -p

Weil zrep einen automatischen root-Zugang zum Zielsystem benötigt, muss SSH auf dem Backup-Server für die Authentifizierung per Public-Key-Verfahren eingerichtet werden. Soll zrep auch im Failover-Modus arbeiten, muss sich der Backup-Server zusätzlich per root-SSH auf dem Quell-Server anmelden können.

Mit ZFS-Bordmitteln ist das Übertragen eines Snapshots auf einen Backup-Server schnell erledigt:

zfs snapshot pool01/daten@snap01
zfs send pool01/daten@snap01 | \
 ssh <server02> zfs recv -F pool02/backup

Das sichert einen ersten Snapshot von pool01 mit dem Dataset daten auf „Server01“ und überträgt ihn in pool02 ins Dataset backup auf „Server02“. Die Option –F stellt auf dem Zielserver den Zustand des vorigen Snapshots sicher, etwaige Änderungen verfallen. Alle weiteren Snapshots überträgt man per

zfs snapshot pool01/daten@snap02
zfs send -i pool01/daten@snap01 pool01/daten@snap02 | ssh <server02> 
 zfs recv pool02/backup

Die Option –i überträgt lediglich das Inkrement zwischen dem ersten und zweiten Snapshot. Da ZFS bis zu 2⁶⁴ Snapshots ohne Performanceverlust vorhalten kann, lässt sich – genügend Festplattenplatz vorausgesetzt – per cron-Job jede Minute ein Snapshot anlegen und sichern. In der Praxis schreibt sich der ZFS-Systemverwalter dazu ein paar Skripte, die die Snapshots rotieren und alte löschen. Diese Aufgaben übernimmt zrep und ergänzt sie um überwachte, kontinuierliche Replikation sowie optional einen Failover-Mechanismus.

Vereinfachtes Handling

Ist zrep wie oben beschrieben eingerichtet, muss man es zunächst mit Informationen über die zu sichernden Datasets und das Backup-System initialisieren:

zrep init pool01/daten <server02> pool02/backup

Falls nicht vorhanden, legt zrep das Dataset backup automatisch an. Soll das Werkzeug weitere Datasets sichern, müssen diese ebenfalls initialisiert werden, damit spätere Backups sie berücksichtigen. Die eigentliche Replikation startet der Befehl

zrep sync pool01/daten

Das Ziel muss man nicht angeben, es ergibt sich aus der Initialisierung. Wird statt eines konkreten Quell-Datasets (hier pool01/daten) die Option all angegeben, sichert zrep alle zuvor initialisierten Replikationen nacheinander in einem Vorgang. Das ist bei einem überschaubaren Dataset- und Datenvolumen praktisch, für aufwendige Replikationen aber nicht empfehlenswert, da zrep als Skript nur single-threaded arbeitet. In diesem Fall sollte man besser mehrere zrep-Instanzen für die einzelnen Datasets parallel starten.

Wie beim obigen Beispiel mit zfs send/recv kann zrep über einen cron-Job im Minutentakt gestartet werden. Der zrep-Entwickler vertritt die Meinung, dass eine Endlosschleife eine hochfrequente Replikation ermöglicht. Besser ist wohl, eine einminütige Pause einzufügen (Zeile mit Kommentarzeichen):

while true;
  do zrep sync all;
  # sleep 60
done

Mit zrep status und zrep list lässt sich die korrekte Arbeit von zrep überwachen (siehe Abbildung). Sollen die Rollen zwischen Quelle (Master) und Ziel (Stand-by-Host) bei einem Ausfall vertauscht werden, übernimmt dies das Schlüsselwort failover beim Master sowie takeover vom Stand-by-System aus (Details erläutert die zrep-Dokumentation).

Unter FreeBSD muss man für korrektes Funktionieren von zrep noch das von Linux bekannte /proc-Dateisystem in der Datei /etc/fstab nachtragen:

proc /proc procfs rw 0 0

Ein mount /proc oder ein Neustart macht das /proc-Dateisystem verfügbar. (tiw)