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Calculadora de RAID y ZFS

Cuánto espacio te queda de verdad, cuántos discos podés perder y cuánto tarda en reconstruir. Incluye el padding de RAID-Z, la reserva del 3,2% de ZFS y el riesgo de error de lectura durante el rebuild.

Discos
Arreglo RAID
Rendimiento y riesgo

Capacidad usable: por qué nunca da la cuenta de la servilleta

Entre el número que figura en la caja del disco y el espacio que vas a ver en el df hay tres descuentos encadenados. El primero es la unidad: los fabricantes venden en TB decimales y el sistema reporta TiB binarios, un 9,1% de diferencia que no se recupera con nada. El segundo es la paridad o el espejo, que es el precio de la redundancia. El tercero, en ZFS, es el overhead del propio sistema de archivos: la reserva del 3,2%, los metadatos y, en RAID-Z, el padding de cada asignación. La calculadora los aplica en ese orden y te muestra cada paso, así sabés dónde se fue cada terabyte.

IOPS: dónde pega cada nivel

La capacidad se calcula fácil; el rendimiento es lo que decide si el arreglo sirve. En lectura secuencial casi todos los niveles escalan bien. El problema está en la escritura aleatoria: RAID 5 paga cuatro operaciones físicas por cada escritura lógica (leer dato, leer paridad, escribir dato, escribir paridad) y RAID 6 paga seis. Los mirrors pagan dos. En ZFS, cada vdev de RAID-Z rinde en IOPS como un solo disco, porque cada bloque se reparte entre todos sus discos: ocho discos en un raidz2 dan la capacidad de seis pero el IOPS de uno. Ocho discos en cuatro vdevs espejados dan la capacidad de cuatro y el IOPS de cuatro. Esa es la decisión real que hay que tomar.

El rebuild es el momento peligroso

Un arreglo degradado no está roto, está en cuenta regresiva. Mientras reconstruye, todos los discos sobrevivientes leen a fondo durante horas o días: es el momento de mayor estrés de su vida útil y el momento en que un segundo fallo te deja sin datos. La calculadora estima cuánto dura la reconstrucción con el caudal que le indiques y, con la tasa de error de lectura del disco, qué probabilidad hay de toparse con un sector ilegible en el camino. El resilver de ZFS tiene una ventaja: copia sólo los bloques usados, así que en un pool medio vacío tarda bastante menos que un RAID por hardware, que reconstruye el disco entero sí o sí.

Preguntas frecuentes

¿Por qué un disco de 4 TB aparece como 3,64 TB?

Porque el fabricante vende en potencias de diez (4 TB = 4.000.000.000.000 bytes) y el sistema operativo cuenta en potencias de dos (1 TiB = 1.099.511.627.776 bytes). No falta nada: son dos unidades distintas. La calculadora te muestra las dos.

¿Por qué RAID-Z me da menos de lo que esperaba?

Por el padding. ZFS escribe en bloques de ancho variable y redondea cada asignación a un múltiplo de (paridad + 1) sectores. Con ashift=12 (sectores de 4K), volblocksize chico (8K o 16K, lo típico de un zvol para máquinas virtuales) y un vdev ancho, la pérdida puede ser del 20% o más sobre lo que da la cuenta de "n menos paridad". Con recordsize de 128K o 1M casi no se nota.

¿Qué es la reserva del 3,2%?

ZFS se guarda 1/32 del pool como "slop space" para poder operar cuando el pool está lleno. No aparece como espacio disponible. Aparte de eso, conviene no pasar del 80% de ocupación: arriba de ahí el asignador cambia de estrategia, la fragmentación crece y la escritura se desploma.

¿Cuántos discos conviene por vdev de RAID-Z?

Entre 6 y 12 es el rango razonable. Más ancho da mejor eficiencia pero el resilver tarda más y el IOPS de escritura aleatoria no mejora: cada vdev de RAID-Z rinde, para IOPS, más o menos como un solo disco. Si lo que necesitás son IOPS (virtualización, bases), van mirrors, no RAID-Z.

¿Qué es el riesgo de URE en el rebuild?

Los discos tienen una tasa de error de lectura irrecuperable, típicamente 1 cada 10¹⁴ o 10¹⁵ bits. Al reconstruir hay que leer todos los discos que quedan enteros: con discos grandes y paridad simple, la probabilidad de encontrar un error justo ahí deja de ser despreciable. Por eso en discos de 8 TB o más no usamos RAID 5 ni RAID-Z1.

¿Sirve para discos de distinto tamaño?

El cálculo asume discos iguales, que es como se arma un arreglo en serio. Si mezclás tamaños, tanto RAID como RAID-Z usan de cada disco sólo lo que mide el más chico: cargá ese tamaño y vas a ver el resultado real.

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