OPNsense mit ZFS

Seit der Version 21.1 von OPNsense, die im Januar 2021 veröffentlicht wurde, kann man optional für die Installation von OPNsense mit ZFS (Zettabyte File System) durchführen. Die Benutzer haben seit dem die Möglichkeit, während der Installation das bevorzugte Dateisystem auszuwählen. Dabei kann man sich für ZFS entscheiden. Dadurch wird der Datenträger nicht mit dem alten UFS (Unix File System), sondern mit dem modernen ZFS (Zettabyte File System)formatiert. Grund genug für mich, mir ZFS noch mal genau anzuschauen und zu überlegen, ob es sich lohnt eine OPNsense mit ZFS zu installieren.

Was ist ZFS (Zettabyte File System)?

Das ZFS (Zettabyte File System) wurde von Sun Microsystems entwickelt. Die Entwicklung von ZFS begann in den frühen 2000er Jahren, wobei die ersten Versionen des Dateisystems bereits intern bei Sun Microsystems getestet wurden. Die offizielle Vorstellung von ZFS erfolgte jedoch erst im Jahr 2005, als Sun Microsystems das Dateisystem als Teil von ihres Betriebssystemes Solaris 10 veröffentlichte.

Sun Microsystems hatte erkannt, dass das alte UFS Dateisystem in die Jahre gekommen war und es Zeit für ein modernes Filesystem war, welches zusätzliche Funktionen und Eigenschaften besitzt. Konkret wurden bei der Entwicklung von ZFS (Zettabyte File System) die folgenden Motivationen und Zielen vorangetrieben:

• Skalierbarkeit: Eines der Hauptziele von ZFS war es, ein Dateisystem zu schaffen, das mit den wachsenden Datenmengen und den immer größer werdenden Speichermedien skalieren kann. ZFS wurde von Grund auf als skalierbares Dateisystem konzipiert, das mit der Zeit mitwachsen konnte.
• Datensicherheit und Integrität: ZFS legte großen Wert auf die Gewährleistung der Integrität von Daten. Hierzu wurden fortschrittliche Mechanismen zur Fehlererkennung und -korrektur, einschließlich Checksummen und Paritätsinformationen, eingeführt.
• Automatische Fehlerkorrektur: ZFS erkennt und behebt stillschweigend kleinere Festplattenfehler, indem es beschädigte Daten aus Paritätsinformationen wiederherstellt. Dies trägt dazu bei, Datenkonsistenz und Integrität aufrechtzuerhalten.
• Datenmanagement und Effizienz: ZFS wurde entwickelt, um die Verwaltung von Speicherplatz effizienter zu gestalten. Hierzu gehören Funktionen wie automatische Speicherzuweisung, Komprimierung und Deduplikation.
• Snapshot-Funktionalität: Die Einführung von Snapshots ermöglichte es, den Zustand des Dateisystems zu einem bestimmten Zeitpunkt festzuhalten. Dies war nützlich für Backup- und Wiederherstellungszwecke.
• Flexibilität und Konsistenz: ZFS wurde entwickelt, um eine hohe Flexibilität bei der Konfiguration und Verwaltung von Speicherplatz zu bieten, ohne die Konsistenz der Daten zu beeinträchtigen.
• Unterstützung für erweiterte Speicherkonzepte: ZFS wurde entwickelt, um erweiterte Speicherkonzepte wie Pooling, Deduplikation und RAID-Z in das Dateisystem zu integrieren.

Sollte man eine OPNsense mit ZFS installieren?

Die Möglichkeit eine OPNsense mit ZFS zu verwenden markierte einen wichtigen Meilenstein für die OPNsense-Plattform, da sie den Benutzern erstmals die Möglichkeit bietet, das fortschrittliche ZFS-Dateisystem zu verwenden. Zuvor war UFS (Unix File System) das Standarddateisystem für OPNsense.

Die Integration von ZFS als Installationsmöglichkeit bzw. die Nutzung der OPNsense mit ZFS bringen eine Vielzahl von Vorteilen mit sich. Wie oben beschrieben bietet die Verwendung von ZFS als Dateisystem verbesserte Datenintegrität, Fehlererkennung und -korrektur, Unterstützung für Snapshots und Clones, Datensicherheit durch Verschlüsselung, effiziente Speicherplatzverwaltung und vieles mehr.

Obwohl OPNsense mit ZFS viele Vorteile bietet, gibt es immer noch bestimmte Szenarien, in denen die Verwendung von UFS (Unix File System) bei der Installation von OPNsense in Erwägung gezogen werden kann. Konkret könnten meiner Meinung nach die folgenden Gründe weitern für eine Installation mit UFS anstelle von ZFS sprechen:

Hardwareanforderungen: ZFS erfordert in der Regel mehr Arbeitsspeicher und leistungsstärkere Hardware im Vergleich zu UFS. Wenn die Hardware begrenzt ist und nicht genügend Ressourcen für ZFS zur Verfügung stehen, könnte UFS eine bessere Wahl sein.

Einfachheit: UFS ist einfacher einzurichten und erfordert weniger Konfigurationsaufwand im Vergleich zu ZFS. Da die Konfiguration bei der OPNsense automatisch erfolgt, hat man damit allerdings wenig Berührung. Wenn man sich bei der OPNsense später bei Backup, Fehlersuche usw. mit dem Dateisystem beschäftigen möchte, könnte UFS durch seine Einfachheit die bevorzugte Option sein.

Bekanntheit: Einige Benutzer sind mit UFS vertrauter und fühlen sich wohler damit. Wenn Sie bereits Erfahrung mit UFS haben und keine speziellen Anforderungen haben, die ZFS erfüllen muss, kann es sinnvoll sein, bei UFS zu bleiben.

Weniger Ressourcenverbrauch: Da ZFS viele fortgeschrittene Funktionen bietet, kann es mehr Ressourcen verbrauchen als UFS. Wenn man eine minimale Systembelastung anstrebt, könnte UFS die bessere Wahl sein.

Legacy-Unterstützung: In einigen Fällen kann es notwendig sein, ältere Systeme oder Anwendungen zu unterstützen, die möglicherweise nicht mit ZFS kompatibel sind. UFS bietet hier möglicherweise eine bessere Kompatibilität.

Spezifische Anwendungsfälle: In einigen spezifischen Anwendungsfällen, wie etwa bei sehr kleinen Installationen oder wenn der Overhead von ZFS als unverhältnismäßig empfunden wird, könnte UFS angemessener sein.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass ZFS eine ausgezeichnete Wahl für eine OPNsense-Installation ist, da es eine hohe Datensicherheit, Integrität und Flexibilität bietet. Sofern keiner der angeführten Gründe für eine Installation auf Basis von UFS spricht, würde ich heute immer OPNsense mit ZFS verwenden. Die Kombination von OPNsense mit ZFS ermöglicht eine robuste und leistungsfähige Netzwerk-Security-Lösung, die den Anforderungen moderner IT-Infrastrukturen gerecht wird.