ZFSプールを縮小する
はじめに
以前に「ZFSミラープールのディスク交換による容量増設」でZFSのミラー構成の容量を大きいものに交換する手順を紹介しました。今回はプールのサイズを小さくする例を紹介します。実際に使うことは余りないかもしれないですが、ストレージデバイスの交換時にも使えるので覚えておいて損はありません。
ZFSでのプールの縮小
ZFSプールを扱うzpoolコマンドにはaddとremoveというサブコマンドがあります。zpool addは指定したデバイスを結合してプールサイズを拡張し1、zpool removeはプールから指定したデバイスを取り除くコマンドです。これらを使うことでプールのサイズを縮小できます。ただしここで例にするようなプールサイズの縮小にzpool removeが使えるようになったのは、FreeBSDの場合13.0-RELEASE以降になります2。
例えば500GBのプールサイズの使用量が200GB程度なので250GBのプールサイズに縮小したい場合、次の手順で行います。
- 別のデバイスで250GBのパーティションを用意する。
- 現在のプールに用意した250GBのデバイスを
zpool addで追加する。この時点でプールのサイズは一時的に750GBとなる。 - このプールから500GBのデバイスを
zpool removeで取り除くと、プールサイズは250GBとなる。
ここではプールサイズを小さくする場合を例にしていますが、同様の手順でプールサイズの拡大もできます。
通常ZFSでデバイスを交換する場合 zfs sendとzfs receiveを組み合わせてデータコピーを行うことも多いですが、send/receiveでは別デバイスへのファイルシステムの複製となるため作業完了後デバイスの入れ替えが必要になるのに対し、本手順ではファイルシステムは変更なくOSに接続されたままサイズ変更やデバイス交換が行えるのがポイントです。動作中のプログラムには影響を与えないので、例え対象がシステムディスクであってもOSを再起動することなくプールサイズを変更できます。
ZFSルートミラープールのサイズ変更の実例
ZFSプールの縮小方法を理解したところで、実際にルートファイルシステムをZFSミラーで構成したシステムのプールサイズの縮小をやってみます。
ZFSミラールートの構成
次のzrootはFreeBSDのインストーラでRoot-on-ZFSでインストールしたシステムディスクをさらにミラーで構成したものです。ここでda0は250GB、da1は320GBのUSB HDDを使っています。
$ zpool list
NAME SIZE ALLOC FREE CKPOINT EXPANDSZ FRAG CAP DEDUP HEALTH ALTROOT
zroot 230G 699M 229G - - 0% 0% 1.00x ONLINE -
$ zpool list -v zroot
NAME SIZE ALLOC FREE CKPOINT EXPANDSZ FRAG CAP DEDUP HEALTH ALTROOT
zroot 230G 699M 229G - - 0% 0% 1.00x ONLINE -
mirror-0 230G 699M 229G - - 0% 0.29% - ONLINE
da0p4 231G - - - - - - - ONLINE
da1p4 231G - - - - - - - ONLINE
$
この通りzrootはda0p4とda1p4のミラーとなっています。またパーティションは次のようになっています。
パーティションの様子 (da0側)
$ gpart show da0
=> 40 488397088 da0 GPT (233G)
40 532480 1 efi (260M)
532520 1024 2 freebsd-boot (512K)
533544 984 - free - (492K)
534528 4194304 3 freebsd-swap (2.0G)
4728832 483667968 4 freebsd-zfs (231G)
488396800 328 - free - (164K)
$
ZFSミラーの解除
まず最初にzrootからda1p4を外してZFSミラーを解除します。もちろんこの状態ではミラー構成の冗長性が無くなるので、万が一のために作業前にバックアップをとることをおすすめします。
$ zpool detach zroot da1p4
$ zpool list -v zroot
NAME SIZE ALLOC FREE CKPOINT EXPANDSZ FRAG CAP DEDUP HEALTH ALTROOT
zroot 230G 698M 229G - - 0% 0% 1.00x ONLINE -
da0p4 231G 698M 229G - - 0% 0.29% - ONLINE
$
小さいパーティションの準備
da1p4がプールから外れてフリーになったので、gpart resizeを使って小さいパーティションを用意します。ここでは100GBにします。
$ gpart resize -i 4 -s 100g da1
da1p4 resized
$ gpart show da1
=> 34 625142381 da1 GPT (298G)
34 6 - free - (3.0K)
40 532480 1 efi (260M)
532520 1024 2 freebsd-boot (512K)
533544 984 - free - (492K)
534528 4194304 3 freebsd-swap (2.0G)
4728832 209715200 4 freebsd-zfs (100G)
214444032 410698383 - free - (196G)
$
プールの一時的な拡張
da1p4が100GBにできたので、zpool addでzrootに追加して一時的にプールを拡張します。
$ zpool add zroot da1p4
$ zpool list -v
NAME SIZE ALLOC FREE CKPOINT EXPANDSZ FRAG CAP DEDUP HEALTH ALTROOT
zroot 330G 699M 329G - - 0% 0% 1.00x ONLINE -
da0p4 231G 699M 229G - - 0% 0.29% - ONLINE
da1p4 100G 68K 99.5G - - 0% 0.00% - ONLINE
$
この通りzrootはda0p4とda1p4で構成された330GBのプールになっていることがわかります。
zpool removeの実行
拡張したプールからzpool removeを使ってda0p4を一旦プールから外します。
$ zpool remove zroot da0p4
$
コマンドラインの記録だけではすぐに終了しているように見えますが、実際は内部でデータコピーが行われるのでスとレージの使用量と転送速度に応じた時間がかかり、コマンド入力後に次のプロンプトが表示されるまでにはしばらく待たされます。
zpool removeの実行中に別途ログインしてzpool statusを実行してプールの状況を確認すると、次のようにデバイス削除のためのresilverが行われていることがわかります。
$ zpool status
pool: zroot
state: ONLINE
scan: resilvered 577M in 00:00:15 with 0 errors on Mon Jan 27 14:18:54 2025
remove: Evacuation of /dev/da0p4 in progress since Mon Jan 27 16:10:59 2025
158M copied out of 698M at 39.4M/s, 22.57% done, 0h0m to go
config:
NAME STATE READ WRITE CKSUM
zroot ONLINE 0 0 0
da0p4 ONLINE 0 0 0 (removing)
da1p4 ONLINE 0 0 0
errors: No known data errors
$
da0p4の削除が終了した状態でzpool listで確認すると次のようになります。
$ zpool list -v
NAME SIZE ALLOC FREE CKPOINT EXPANDSZ FRAG CAP DEDUP HEALTH ALTROOT
zroot 99.5G 698M 98.8G - - 0% 0% 1.00x ONLINE -
indirect-0 - - - - - - - - ONLINE
da1p4 100G 698M 98.8G - - 0% 0.68% - ONLINE
$
パーティションサイズは100GBに縮小されてました。ただindirect-0というエントリーが見えますが、どうやda0p4が使われていた残骸のようで、現状消すことはできないようです。もしこうすれば消せるというような情報をお持ちの方は是非コメントをお願いします。
ミラー構成の復元
da0p4がプールから外れたので、da1p4と同じく100GBに縮小します。
$ gpart resize -i 4 -s 100g da0
da0p4 resized
$ gpart show da0
=> 40 488397088 da0 GPT (233G)
40 532480 1 efi (260M)
532520 1024 2 freebsd-boot (512K)
533544 984 - free - (492K)
534528 4194304 3 freebsd-swap (2.0G)
4728832 209715200 4 freebsd-zfs (100G)
214444032 273953096 - free - (131G)
$
サイズ変更したda0p4をzrootにzpool attachでミラー構成として追加します。
$ zpool attach zroot da1p4 da0p4
$ zpool list
NAME SIZE ALLOC FREE CKPOINT EXPANDSZ FRAG CAP DEDUP HEALTH ALTROOT
zroot 99.5G 698M 98.8G - - 0% 0% 1.00x ONLINE -
$ zpool list -v zroot
NAME SIZE ALLOC FREE CKPOINT EXPANDSZ FRAG CAP DEDUP HEALTH ALTROOT
zroot 99.5G 698M 98.8G - - 0% 0% 1.00x ONLINE -
indirect-0 - - - - - - - - ONLINE
mirror-1 99.5G 698M 98.8G - - 0% 0.68% - ONLINE
da1p4 100G - - - - - - - ONLINE
da0p4 100G - - - - - - - ONLINE
$
zpool attachはすぐに終了しますが実際には内部でミラーの同期が行われ、同期が完了すれば作業終了となります。
Linuxでのミラープールの縮小
いつもなら「LinuxのZFSでも同様に操作できます」で終わるところですが、今回は同じ作業をDebianでもやってみます。作業に使ったPCはFreeBSDとDebianをマルチブートでインストールしてあり、DebianもOpenZFSを使ってルートファイルシステムを含めてZFSになっています[^multi]。
対象とするZFSプールはシステムディスクでは無くFreeBSDで作業したUSB HDDをそのまま使い、FreeBSDでの作業で100GBになったパーティションをさらに縮小して50GBに変更します。
LinuxでのZFSプールのインポート
最初にFreeBSDで使ったプールをインポートします。そのためにまずインポートできるプールをzpool importで確認します。
$ zpool import
pool: zroot
id: 2061217757516156705
state: ONLINE
action: The pool can be imported using its name or numeric identifier.
config:
zroot ONLINE
indirect-0 ONLINE
mirror-1 ONLINE
sdc ONLINE
sdb ONLINE
pool: zroot
id: 10163499461212717814
state: ONLINE
action: The pool can be imported using its name or numeric identifier.
config:
zroot ONLINE
sda ONLINE
$
この通り同じzrootの名前で2つのプールが確認できますが、一つがミラー構成でもう一つがシングルデバイスからなるプールであることがわかります。ミラープールがUSB HDDで構成されたプールで前述のFreeBSDでの操作で利用したプールであり、もう一方は本PCのマルチブート用のFreeBSDのルートファイルシステムがあるプールです。
zpool importでインポートするにはプール名を指定する必要がありますが、同じ名前のプールが複数ある場合プール名では区別ができません。そのような場合はプール名では無くidを指定すればよく、この場合は「2061217757516156705」を指定します。
もう一つの注意点は、これからインポートしようしているプールはFreeBSDのルートファイルシステムがあるプールであるということです。つまり /, /usr等Debianのファイルシステムと多くが同じディレクトリ構成なので、単純にインポートするとDebianのシステムに重ねてマウントされる可能性があり、インポートと同時にトラブルになります。このようなトラブルを防ぐためにzpool inportのオプションに-R /mntを指定してFreeBSDのファイルシステムが/mnt下に配置されるようにします。
それではインポートしてみます。
$ zpool import -R /mnt 2061217757516156705
cannot import 'zroot': pool was previously in use from another system.
Last accessed by zfstest.iot.plathome.co.jp (hostid=0) at Mon Jan 27 17:25:57 2025
The pool can be imported, use 'zpool import -f' to import the pool.
$
ZFSプールではインポート済の情報を記録しているため、エクスポートしていないプールを別システムでそのままインポートしようとするとエラーメッセージが表示されてインポートに失敗します。ここではFreeBSDで使っていたプールをそのままインポートしようとしたので、このようにエラーとなったわけです。
今回はインポートしても問題無いので、強制的にインポートする-fオプションを指定します。
$ zpool import -f -R /mnt 2061217757516156705
$ zpool list
NAME SIZE ALLOC FREE CKPOINT EXPANDSZ FRAG CAP DEDUP HEALTH ALTROOT
bpool 480M 101M 379M - 232G 9% 21% 1.00x ONLINE -
rpool 29G 1.28G 27.7G - 203G 10% 4% 1.00x ONLINE -
zroot 99.5G 698M 98.8G - 132G 0% 0% 1.00x ONLINE /mnt
$ zpool list -v zroot
NAME SIZE ALLOC FREE CKPOINT EXPANDSZ FRAG CAP DEDUP HEALTH ALTROOT
zroot 99.5G 698M 98.8G - 132G 0% 0% 1.00x ONLINE /mnt
indirect-0 - - - - - - - - ONLINE
mirror-1 99.5G 698M 98.8G - 132G 0% 0.68% - ONLINE
sdc 100G - - - 198G - - - ONLINE
sdb 100G - - - 132G - - - ONLINE
$
この通りzrootがインポートできました3。sdbが250GB、sdcが320GBのUSB HDDです4。
LinuxでのZFSミラーの解除
FreeBSDの時と同様に、まずはsdc(USB HDD 320GB)をプールから外してミラーを解除します
$ zpool detach zroot /dev/sdc4
$ zpool list -v zroot
NAME SIZE ALLOC FREE CKPOINT EXPANDSZ FRAG CAP DEDUP HEALTH ALTROOT
zroot 99.5G 698M 98.8G - 132G 0% 0% 1.00x ONLINE /mnt
indirect-0 - - - - - - - - ONLINE
sdb 100G 698M 98.8G - 132G 0% 0.68% - ONLINE
$
zpool listで見えているのはsdcでしたが、単純にsdcを指定してもエラーになったので、/dev/sdc4を指定したところミラーを解除できました。
Linuxでの小さいパーティションの準備
sdcがOSから外されてフリーの状態になったので、fdiskコマンドで4番目のパーティションサイズを50GBに縮小します。Linuxのfdiskには直接パーティションサイズを縮小するコマンドは無いため、一旦パーティションを削除してあらためて50GBのパーティションを作成しています。
$ fdisk /dev/sdc
Welcome to fdisk (util-linux 2.38.1).
Changes will remain in memory only, until you decide to write them.
Be careful before using the write command.
The device contains 'zfs_member' signature and it will be removed by a write command. See fdisk(8) man page and --wipe option for more details.
Command (m for help): p
Disk /dev/sdc: 298.09 GiB, 320072933376 bytes, 625142448 sectors
Disk model:
Units: sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 4096 bytes
I/O size (minimum/optimal): 4096 bytes / 4096 bytes
Disklabel type: gpt
Disk identifier: 9F3BCC31-DC6D-11EF-A628-0025908D635C
Device Start End Sectors Size Type
/dev/sdc1 40 532519 532480 260M EFI System
/dev/sdc2 532520 533543 1024 512K FreeBSD boot
/dev/sdc3 534528 4728831 4194304 2G FreeBSD swap
/dev/sdc4 4728832 214444031 209715200 100G FreeBSD ZFS
Command (m for help): d
Partition number (1-4, default 4): 4
Partition 4 has been deleted.
Command (m for help): n
Partition number (4-128, default 4):
First sector (4728832-625142414, default 4728832):
Last sector, +/-sectors or +/-size{K,M,G,T,P} (4728832-625142414, default 625141759): +50G
Created a new partition 4 of type 'Linux filesystem' and of size 50 GiB.
Command (m for help): p
Disk /dev/sdc: 298.09 GiB, 320072933376 bytes, 625142448 sectors
Disk model:
Units: sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 4096 bytes
I/O size (minimum/optimal): 4096 bytes / 4096 bytes
Disklabel type: gpt
Disk identifier: 9F3BCC31-DC6D-11EF-A628-0025908D635C
Device Start End Sectors Size Type
/dev/sdc1 40 532519 532480 260M EFI System
/dev/sdc2 532520 533543 1024 512K FreeBSD boot
/dev/sdc3 534528 4728831 4194304 2G FreeBSD swap
/dev/sdc4 4728832 109586431 104857600 50G Linux filesystem
Command (m for help): w
The partition table has been altered.
Calling ioctl() to re-read partition table.
Syncing disks.
$
これでsdc4に50GBのパーティションを作成できました。
Linuxでのプールの一時的拡張
既存のzrootにsdc4の50GBを加えて、一旦150GBのプールとします。
$ zpool add zroot /dev/sdc4
$ zpool list -v zroot
NAME SIZE ALLOC FREE CKPOINT EXPANDSZ FRAG CAP DEDUP HEALTH ALTROOT
zroot 149G 699M 148G - 132G 0% 0% 1.00x ONLINE /mnt
indirect-0 - - - - - - - - ONLINE
sdb 100G 698M 98.8G - 132G 0% 0.68% - ONLINE
sdc4 50G 64K
$
元の100GBのデバイスの削除
次にプールからsdbを取り除きます。
$ zpool remove zroot /dev/sdb4
$ zpool list -v zroot
NAME SIZE ALLOC FREE CKPOINT EXPANDSZ FRAG CAP DEDUP HEALTH ALTROOT
zroot 49.5G 698M 48.8G - - 0% 1% 1.00x ONLINE /mnt
indirect-0 - - - - - - - - ONLINE
indirect-1 - - - - 132G - - - ONLINE
sdc4 50G 698M 48.8G - - 0% 1.37% - ONLINE
$
sdbを取り除いたことにより、indirect-1のエントリーが残りました。
次にsdb4のサイズをfdiskで50GBに縮小しますが、手順はsdc4と同じなので実行結果は省略します。
Linuxでのミラー構成の復元
最後にzrootにsdb4を組み込んでZFSミラープールを構成します。
$ zpool attach zroot sdc4 sdb4
$ zpool list -v zroot
NAME SIZE ALLOC FREE CKPOINT EXPANDSZ FRAG CAP DEDUP HEALTH ALTROOT
zroot 49.5G 698M 48.8G - - 0% 1% 1.00x ONLINE /mnt
indirect-0 - - - - - - - - ONLINE
indirect-1 - - - - 132G - - - ONLINE
mirror-3 49.5G 698M 48.8G - - 0% 1.37% - ONLINE
sdc4 50G - - - - - - - ONLINE
sdb4 50G - - - - - - - ONLINE
$
こうして Linux (Debian) でプールサイズを縮小し、最終的に50GBのプールとなりました。