ZFS

지난 글에서 mdadm으로 소프트웨어 RAID를 구성하는 법을 다뤘습니다. 이번에는 RAID·스냅샷·압축을 파일시스템 자체에 통합한 ZFS와 Btrfs를 살펴봅니다. 두 파일시스템은 전통적인 ext4/XFS와 근본적으로 다른 설계 철학을 갖고 있습니다.

Copy-on-Write(CoW)란

일반 파일시스템은 데이터를 제자리(in-place)에 덮어씁니다. 쓰기 도중 전원이 꺼지면 데이터가 반쪽만 기록된 상태로 남을 수 있습니다.

Copy-on-Write는 다릅니다. 데이터를 수정할 때 기존 블록을 그대로 두고, 새 블록에 변경 내용을 기록한 뒤 포인터만 바꿉니다. 덕분에:

원자성 보장: 쓰기가 끊겨도 이전 상태가 완전히 보존됨
스냅샷 제로 비용: 현재 포인터만 복사하면 즉시 스냅샷 완성
자체 체크섬: 블록마다 해시를 저장해 묵은 데이터 손상(silent corruption)을 감지

ZFS vs Btrfs 핵심 기능 비교

ZFS는 2006년 Sun Microsystems가 Solaris용으로 개발했고, 현재 OpenZFS 프로젝트로 발전했습니다. Ubuntu 20.04부터 공식 설치 대상 파일시스템으로 지원합니다.

핵심 개념: zpool과 dataset

ZFS는 2계층 구조입니다.

계층	명칭	역할
하위	zpool	물리 디스크를 묶는 스토리지 풀
상위	dataset	마운트 포인트·스냅샷·클론 단위

# OpenZFS 설치 (Ubuntu)
sudo apt install zfsutils-linux

# RAID-Z1(패리티 1개) 풀 생성
sudo zpool create tank raidz /dev/sdb /dev/sdc /dev/sdd

# 풀 상태 확인
sudo zpool status tank

데이터셋과 속성

# 데이터셋 생성
sudo zfs create tank/www

# 압축 활성화 (zstd 권장)
sudo zfs set compression=zstd tank/www

# 할당량 설정
sudo zfs set quota=100G tank/www

# 속성 조회
sudo zfs get all tank/www

스냅샷과 복구

# 스냅샷 생성 (즉각 완료, 거의 무비용)
sudo zfs snapshot tank/www@backup-20260512

# 스냅샷 목록
sudo zfs list -t snapshot

# 파일 단위 복구 (.zfs/snapshot 경로)
ls /tank/www/.zfs/snapshot/backup-20260512/

# 데이터셋 전체 롤백
sudo zfs rollback tank/www@backup-20260512

# 스냅샷 삭제
sudo zfs destroy tank/www@backup-20260512

Scrub — 데이터 무결성 검사

# 전체 scrub 시작 (백그라운드, 평균 수 시간)
sudo zpool scrub tank

# 진행 상태 확인
sudo zpool status tank

주기적인 scrub(월 1회 이상)으로 묵은 비트 에러를 조기에 발견·복구할 수 있습니다. RAID-Z 구성이면 패리티로 자동 복구됩니다.

Btrfs

Btrfs(B-tree Filesystem)는 2009년 오라클이 주도해 리눅스 커널에 통합한 파일시스템입니다. ext4의 후계자를 목표로 설계됐으며, 커널 5.x 이후 안정성이 크게 향상됐습니다.

ZFS · Btrfs 핵심 명령어

포맷 및 기본 사용

# 단일 디스크
sudo mkfs.btrfs /dev/sdb

# 여러 디스크 (RAID 1 메타데이터)
sudo mkfs.btrfs -d raid1 -m raid1 /dev/sdb /dev/sdc

# 마운트 (압축 포함)
sudo mount -o compress=zstd /dev/sdb /mnt/data

서브볼륨 (Subvolume)

Btrfs의 서브볼륨은 ZFS의 dataset에 해당합니다. 스냅샷 단위가 되고, 별도 마운트가 가능합니다.

# 서브볼륨 생성
sudo btrfs subvolume create /mnt/data/@home
sudo btrfs subvolume create /mnt/data/@root

# 목록
sudo btrfs subvolume list /mnt/data

# 서브볼륨으로 마운트
sudo mount -o subvol=@home /dev/sdb /home

스냅샷

# 읽기/쓰기 스냅샷
sudo btrfs subvolume snapshot /mnt/data/@home \
  /mnt/data/.snapshots/home-20260512

# 읽기 전용 스냅샷 (권장)
sudo btrfs subvolume snapshot -r /mnt/data/@home \
  /mnt/data/.snapshots/home-20260512-ro

# 스냅샷 삭제
sudo btrfs subvolume delete \
  /mnt/data/.snapshots/home-20260512

압축 비율 확인 및 scrub

# 디스크 사용 통계 (압축 효율)
sudo btrfs filesystem usage /mnt/data

# 데이터 무결성 검사
sudo btrfs scrub start /mnt/data
sudo btrfs scrub status /mnt/data

선택 가이드

ZFS가 유리한 경우:

프로덕션 NAS, 파일 서버, 데이터베이스 백업
엔터프라이즈 환경에서 검증된 안정성 필요
메모리 여유(일반적으로 ECC RAM 권장)가 충분할 때

Btrfs가 유리한 경우:

데스크탑, 개발 머신, 단일 디스크 환경
Fedora·openSUSE 등 기본 파일시스템으로 지원하는 배포판
가벼운 자원 사용과 커널 통합이 중요할 때

주의: Btrfs RAID 5/6은 알려진 버그가 있어 프로덕션 데이터에 사용하지 마세요. RAID가 필요하면 ZFS RAID-Z 또는 mdadm + Btrfs 조합을 선택하세요.

지난 글: 소프트웨어 RAID — mdadm으로 고가용성 스토리지 구성하기

다음 글: 리눅스 파일 권한 — rwx 완전 이해

읽어주셔서 감사합니다. 😊