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ネイティブ ZFS VDEV をオブジェクトストレージ向けに（OpenZFS Summit）

2026/01/15 3:49

ネイティブ ZFS VDEV をオブジェクトストレージ向けに（OpenZFS Summit）

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要約▶

Japanese Translation:

要約

MayaNAS と MayaScale は、ZFS の信頼性を S3、GCS、Azure Blob などのモダンオブジェクトストアと NVMe‑over‑Fabric ネットワークに統合したクラウドネイティブなストレージプラットフォームです。

  • ローンチとリーチ – 両製品は 2025 年、オレゴン州ポートランドで開催された OpenZFS Developer Summit にて初登場し、AWS、Azure、および GCP 全てに対して同一の Terraform モジュール、ZFS 設定、管理インターフェースを用いて一貫してデプロイ可能です（クラウド固有のインスタンスタイプ、ブロックストレージ、オブジェクト API のみが異なります）。

  • コアテクノロジー –
    MayaNAS はハイブリッド構成を採用しています。メタデータと <128 KB のブロックはローカル NVMe SSD 上に保持され、≥1 MB の大きなブロックはオブジェクトストレージからストリームで取得します。これにより、2 つのパフォーマンスティアを備えた単一ファイルシステムが実現します。
    objbacker.io はネイティブ ZFS VDEV タイプ（

    VDEV_OBJBACKER
    ）であり、FUSE をバイパスして 
    /dev/zfs_objbacker
    を Go デーモンに公開し、クラウド SDK と直接通信します。WRITE→PUT、READ→GET、TRIM→DELETE、IOCTL sync→USYNC の ZIO 操作をマッピングし、1 MB のレコードサイズを採用して各 ZFS ブロックが 1 つのオブジェクトに揃うようにしています。

  • パフォーマンス – AWS 

    c5n.9xlarge
    上で実施したベンチマークでは、S3 への連続読み取りで 3.7 GB/s、連続書き込みで 2.5 GB/s を達成しました。これは 6 本のストライプドバケットを並列に使用して I/O を行った結果です。
    MayaScale は GCP のパフォーマンスティアを利用し、サブミリ秒レイテンシーを提供します：Ultra（書き込み 585 K IOPS、読み取り 1.1 M、レイテンシ 280 µs）から Basic（書き込み 60 K IOPS、読み取り 120 K、レイテンシ 218 µs）まで。

  • コスト – MayaNAS 上の 100 TB NAS は EBS gp3 を使用して年間 $96 k の費用で済みますが、AWS EFS では同じ容量に対し年間 $360 k と比較すると 70 %以上の節約になります。

  • 次のステップとリソース – イントロ、アーキテクチャ、コスト課題、ハイブリッドアーキテクチャ、objbacker.io の詳細解説、ベンチマーク、MayaScale 概要、Q&A を含む全 50 分間のプレゼンテーションは OpenZFS YouTube チャンネルに掲載予定です。ダウンロードリンクと連絡先情報もすぐにデプロイできるよう提供されています。

  • インパクト – エンタープライズはストレージコストを削減し、マルチクラウド ZFS スタックを統合、ハイブリッドティアリングを実現し、サブミリ秒のブロックレイテンシーを維持しつつ信頼性を損なうことなく運用できます。

本文

2025年ポートランド・オレゴン州で開催された OpenZFS Developer Summit において、MayaNAS と MayaScale を発表しました。
プレゼンテーションの中心は objbacker.io です – FUSE を完全にバイパスしたネイティブ ZFS VDEV 実装で、S3、GCS、Azure Blob Storage から直接 3.7 GB/s の読み取りスループット を実現しました。

OpenZFS Summit にて発表

  • 本サミットは、プラットフォーム横断で ZFS を構築・保守するコア開発者とエンジニアが集まる場です。
  • クラウドネイティブストレージへのアプローチを披露するには理想的な会場でした。ZFS のアーキテクチャの柔軟性を活かし、ローカル NVMe の性能とオブジェクトストレージの経済性を組み合わせたハイブリッドシステムを紹介しました。

50 分間プレゼンテーション概要

  • Zettalane ストレージプラットフォーム全体を網羅：
    • MayaNAS – ファイルストレージ
    • MayaScale – ブロックストレージ
  • objbacker.io 実装の詳細技術解説により、オブジェクトストレージ上での ZFS を本番ワークロードに実用化しました。

クラウド NAS の課題

クラウドストレージの経済性は NAS 導入における根本的な問題を提示します：

Tierコスト / 年ストレージ
100 TB on EBS (gp3)$96K
100 TB on AWS EFS$360K

MayaNAS の洞察: すべてのデータが同じ性能ティアを必要とするわけではありません。

  • メタデータ操作 は低レイテンシーと高 IOPS を要求します。
  • 大規模な連続データ はスループットが重要で、IOPS ほど重視されません。

ZFS の特殊デバイスアーキテクチャにより、各ワークロードを適切なストレージティアへ配置できます：

Tierデータサイズストレージ
メタデータ & 小ブロック (<128 KB)ローカル NVMe SSD
大きいブロック (≥1 MB)オブジェクトストレージ

一つのファイルシステム、二つの性能ティア、最適なコスト。

objbacker.io: オブジェクトストレージ用ネイティブ ZFS VDEV

  • 従来は FUSE ベース（s3fs, goofys）を使用し、カーネル ↔ ユーザー空間のクロスオーバーによるオーバーヘッドが発生します。
  • objbacker.io はネイティブ ZFS VDEV タイプ (
    VDEV_OBJBACKER
    ) を実装し、
    /dev/zfs_objbacker
    経由でユーザースペースデーモンと直接通信します。
    • デーモンは AWS, Google Cloud, Azure のネイティブ SDK を利用してオブジェクトストレージへアクセスします。

アーキテクチャ比較

アプローチI/O パスオーバーヘッド
FUSE ベース (s3fs)ZFS → VFS → FUSE → ユーザー空間 → FUSE → VFS → s3fs → S3高い（複数のコンテキストスイッチ）
objbacker.ioZFS → 
/dev/zfs_objbacker
→ objbacker.io → S3 SDK		最小（直接パス）

objbacker.io の動作原理

  • フロントエンド: 
     /dev/zfs_objbacker
    を通じた ZFS VDEV インターフェース。
  • バックエンド: GCS, AWS S3, Azure Blob Storage 用のネイティブクラウド SDK 統合。

ZIO → オブジェクトストレージマッピング

ZFS I/O/dev/objbackerオブジェクトストレージ
ZIO_TYPE_WRITE
WRITEPUT object
ZIO_TYPE_READ
READGET object
ZIO_TYPE_TRIM
UTRIMDELETE object
ZIO_TYPE_IOCTL
(sync)		USYNCバックログ書き込みフラッシュ

データアラインメント

  • ZFS のレコードサイズを 1 MB に設定すると、各ブロックが単一オブジェクトに直接マップされます。
  • アラインド書き込みはキャッシュなしで直接 PUT 要求となり、性能向上に不可欠です。

オブジェクト命名

  • S3backer と互換性のあるレイアウト：5 MB ファイルはオフセット 0 MB, 1 MB …, 4 MB にそれぞれ 5 個のオブジェクトを作成します。
  • オブジェクト名例: 
    bucket/00001
    , 
    bucket/00002
    など。

検証済みパフォーマンス結果

AWS c5n.9xlarge (36 vCPU, 96 GB RAM, 50 Gbps ネットワーク) でベンチマーク実施：

メトリクススループット
S3 からの順次読み取り3.7 GB/s
S3 への順次書き込み2.5 GB/s

ポイントはパラレルバケット I/O。6 個の S3 バケットをストライプドプールとして構成し、ZFS が複数エンドポイントに対して読み書きを並列化することで帯域幅を最大限に活用しています。

FIO テスト設定

  • レコードサイズ: 1 MB（オブジェクトサイズとアライン）
  • ブロックサイズ: 1 MB
  • パラレルジョブ数: 10 (同時)
  • ジョブあたりのファイルサイズ: 10 GB（合計 100 GB）
  • I/O エンジン: sync (POSIX 同期 I/O)

MayaScale: 高性能ブロックストレージ

  • サブミリ秒レイテンシーを実現する NVMe‑oF ブロックストレージソリューション。
  • ローカル NVMe SSD を活用し、アクティブ・アクティブ HA クラスタリングで高可用性を提供します。

パフォーマンスティア (GCP)

Tier書き込み IOPS (<1 ms)読み取り IOPS (<1 ms)最良レイテンシ
Ultra585 K1.1 M280 µs
High290 K1.02 M268 µs
Medium175 K650 K211 µs
Standard110 K340 K244 µs
Basic60 K120 K218 µs

マルチクラウドアーキテクチャ

MayaNAS と MayaScale は、同一の Terraform モジュール、ZFS 設定、管理インターフェースを使用して AWS, Azure, GCP 全てで一貫したデプロイが可能です。クラウド固有のネットワークとストレージ API だけが異なります。

コンポーネントAWSAzureGCP
インスタンスc5.xlargeD4s_v4n2-standard-4
ブロックストレージEBS gp3Premium SSDpd‑ssd
オブジェクトストレージS3Blob StorageGCS
VIP マイグレーションENI attachLB ヘルスプローブIP アリアス
デプロイメントCloudFormationARM TemplateTerraform

完全プレゼンテーションの視聴

  • 50 分間の完全なプレゼンテーションは、OpenZFS YouTube チャンネルで公開されています（公開後にアップロード）。

プレゼンテーションハイライト

時刻トピック
0:00導入 & Zettalane 概要
5:00Zettalane ZFS ポートアーキテクチャ (illumos‑gate ベース)
12:00クラウド NAS コスト課題
18:00MayaNAS ハイブリッドアーキテクチャと ZFS 特殊デバイス
25:00objbacker.io 詳細解説：ネイティブ VDEV 実装
35:00AWS 上のパフォーマンスベンチマーク
42:00MayaScale NVMe‑oF ブロックストレージ
48:00Q&A & 今後の方向性

はじめに

お好みのクラウドプラットフォームで MayaNAS または MayaScale をデプロイするには、当社が提供する Terraform モジュールとドキュメントを利用してください。

結論

OpenZFS Developer Summit 2025 にて発表したことで、ZFS を支えるコミュニティに我々のアプローチを共有できました。
主な技術貢献: objbacker.io はネイティブ ZFS VDEV とオブジェクトストレージの統合が実用的かつ高性能であることを示し、FUSE オーバーヘッドなしで 3.7 GB/s のスループット を達成しました。

  • MayaNAS + objbacker.io はオブジェクトストレージ上にエンタープライズグレードの NAS を提供し、従来のクラウドブロックストレージと比べて 70％以上のコスト削減 が可能です。
  • MayaScale はサブミリ秒レイテンシーを備えたアクティブ・アクティブ HA ブロックストレージを提供し、レイテンシ感度の高いワークロードに最適です。

両者は合わせて 主要クラウドプラットフォーム上でエンタープライズストレージニーズの 90％ をカバー します。
OpenZFS コミュニティへの特別な感謝を表します。

クラウドネイティブストレージをデプロイする準備はできましたか？

当社ウェブサイトからインストーラーとドキュメントをダウンロード、またはお問い合わせください。

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