ZFS (Zettabyte File System)（ゼットエフエス）

概要

ZFS (Zettabyte File System) はSun Microsystems が2001年から Jeff Bonwick / Matthew Ahrens 主導で開発、2005年6月にSolaris 10 でオープンソース公開 (CDDL ライセンス) した次世代ファイルシステム + ボリュームマネージャ統合システム。Zettabyte (10^21 = 1ZB) を扱える128bit FS で、エンドツーエンドCRC・Copy-On-Write (CoW)・RAID-Z・Snapshot 等の高度機能でエンタープライズストレージの事実上標準。

ZFS 主要仕様

ZPOOL / vdev 構造

ZFS はファイルシステム単独でなく、Storage Pool (ZPOOL) という抽象化レイヤを基盤とする。ZPOOL は1つ以上のvdev (Virtual Device = ディスク / ミラー / RAID-Z 等) で構成、ファイルシステム (zfs データセット) はPool 内で動的にスペース割当を受ける設計。

RAID-Z

ZFS 専用のソフトウェアRAID:

• RAID-Z1: シングルパリティ (RAID 5 相当)
• RAID-Z2: ダブルパリティ (RAID 6 相当)
• RAID-Z3: トリプルパリティ (RAID-Z2 を超える耐障害)
• RAID-5 「Write Hole」問題を回避 (CoW + Transactional 設計で原子性保証)

Sun 買収後の変遷

• 2005-06: Solaris 10 オープンソース公開 (CDDL)
• 2008: FreeBSD 採用
• 2010-01: Oracle Sun 買収 ($7.4B)
• 2010-08: OracleZFS クローズ化決定
• 2010-09: OpenZFS Project 発足 (オープン継続)
• 2013: OpenZFS Linux 統合 (ZFS on Linux)
• 2020-12: OpenZFS 2.0 統合 (Linux / FreeBSD 共通)
• 2024: OpenZFS 2.3 (Direct I/O 等)

Linux と CDDL ライセンス問題

CDDL (Common Development and Distribution License) はGPL と非互換のため、ZFS は Linux カーネル本体に直接組み込めない。Ubuntu はDKMS module 経由でZFS root をオプション提供 (2016 16.04+) するが、Linus Torvalds は Linux kernel 本体 統合に否定的。

主要採用先

• Solaris 10/11 (Oracle・標準)
• OpenIndiana / Illumos (Solaris派生)
• FreeBSD 8.0+ (2010-)
• TrueNAS / TrueNAS CORE / TrueNAS SCALE
• Proxmox VE
• Ubuntu (16.04+ オプション)
• macOS (OpenZFS on OS X)
• 大規模ストレージサイト (Netflix・Google・Stanford・LLNL)

関連用語との違い

• vs ext4 / XFS: ZFS は CoW / Snapshot / 統合 vol mgr / RAID-Z
• vs Btrfs: 安定性・成熟度 (ZFS) / Linux 統合 (Btrfs)

FAQ

Q1: 個人で使うべき? A: 大容量NAS (TrueNAS / Proxmox) / バックアップサーバなら強く推奨。データ整合性CRC・Snapshot 機能が個人データ保護に絶大価値。

Q2: メモリ要件? A: 重い (1GB RAM / 1TB ストレージ 目安・Dedup 使用時5GB+/TB)。Dedup 無で1GB/TB が現実的。

Q3: Btrfs より良い? A: 安定性・成熟度はZFS > Btrfs。LinuxネイティブはBtrfs (CDDL問題)・FreeBSD / Solaris ならZFS が本命。