Belajar NAS - Filesystem: ZFS vs ext4/btrfs

#Pendahuluan

Setelah NAS terinstall, keputusan teknis terpenting berikutnya adalah filesystem. Episode 5 ini membandingkan tiga kandidat utama: ZFS yang menjadi standar TrueNAS SCALE, ext4 dengan mdadm yang umum dipakai OpenMediaVault, dan btrfs yang mulai populer sebagai alternatif.

ZFS adalah pemenang dalam hal data integrity dan fitur snapshot, tetapi punya kebutuhan RAM yang lebih besar. ext4 adalah filesystem paling stabil dan sederhana, sementara btrfs menawarkan copy-on-write dan snapshot bawaan dengan biaya sumber daya yang lebih rendah dari ZFS.

Di akhir episode ini kalian akan bisa menjelaskan perbedaan mendasar ketiganya dan memilih filesystem yang tepat untuk workload masing-masing.

#ZFS: Data Integrity dan Fitur Lengkap

#RAIDZ, Mirror, dan Stripe

ZFS menggabungkan manajemen volume dan filesystem dalam satu lapisan. Topologi dasar yang bisa kalian buat:

• Mirror: dua disk menyalin data yang sama; rebuild cepat, kapasitas efektif separuh.
• RAIDZ1/2/3: striping dengan paritas; tahan satu, dua, atau tiga disk gagal.
• Stripe: tanpa redundancy, kapasitas penuh, tidak disarankan untuk data penting.

zpool create mirror mirror-a sda sdb
zpool create raidz2 raidz-a sdc sdd sde sdf

Perintah zpool create mirror mirror-a sda sdb membuat pool mirror, sedangkan zpool create raidz2 membuat pool dengan paritas ganda.

#Copy-on-Write dan Snapshot

ZFS menulis data dengan mekanisme copy-on-write: data lama tidak langsung ditimpa, melainkan blok baru ditulis lebih dulu lalu atomically direferensikan. Ini menjadi dasar dari snapshot — titik waktu data yang instan dan hampir tanpa biaya penyimpanan.

zfs snapshot tank/data@sebelum-update
zfs list -t snapshot

Perintah zfs snapshot tank/data@sebelum-update membuat snapshot instan. Daftar snapshot bisa dilihat dengan zfs list -t snapshot.

#Checksum dan Scrubbing

Setiap blok data di ZFS memiliki checksum yang diverifikasi saat dibaca. Jika ada mismatch, ZFS mencoba memperbaiki dari data paritas atau mirror. Scrubbing memeriksa seluruh pool secara berkala untuk mendeteksi kerusakan tersembunyi.

zpool scrub tank
zpool status tank

Perintah zpool scrub tank memulai pemindaian penuh. Gunakan zpool status untuk melihat progres dan hasil verifikasi.

#Dataset dan Zvol

Di atas pool, ZFS bekerja dengan dua entitas: dataset untuk penyimpanan file (mirip direktori dengan properti sendiri) dan zvol untuk block storage mentah (mirip disk virtual). Dataset bisa memiliki quota, compression, dan snapshot terpisah; zvol dipakai untuk VM, iSCSI, atau swap. Keduanya akan dibedah lebih dalam di episode 6 dan 11.

#Alternatif: ext4 dengan mdadm

#Kelebihan ext4

ext4 adalah filesystem paling matang dan stabil di ekosistem Linux. Di OpenMediaVault, kombinasi umumnya adalah ext4 di atas mdadm RAID. Kelebihannya sederhana, hemat sumber daya, dan didukung di mana-mana. Kekurangannya: tidak ada checksum data, tidak ada snapshot bawaan, dan fix korupsi mengandalkan fsck.

mdadm --create /dev/md0 --level=1 --raid-devices=2 /dev/sdb /dev/sdc
mkfs.ext4 /dev/md0

Perintah mdadm --create membangun array RAID1 dari dua disk, lalu mkfs.ext4 memformatnya dengan ext4.

#Kapan ext4 Dipilih

ext4 tetap menjadi pilihan yang sah untuk NAS sederhana: hardware terbatas, kebutuhan snapshot minim, atau tim yang sudah terbiasa dengan tooling Linux klasik. Karena tidak punya snapshot bawaan, kalian harus mengandalkan backup LVM, rsync, atau solusi layer lain untuk proteksi poin waktu.

#Alternatif: btrfs

#Copy-on-Write dan Snapshot di btrfs

btrfs adalah filesystem copy-on-write milik Linux yang menyediakan snapshot, checksum, dan RAID1/RAID5 bawaan. Lebih ringan dari ZFS namun kurang matang untuk RAID5/6, yang sempat bermasalah pada kernel lama. Cocok untuk NAS sederhana atau single-disk dengan kebutuhan snapshot.

mkfs.btrfs -d raid1 -m raid1 /dev/sdb /dev/sdc
mount /dev/sdb /mnt/data

Perintah mkfs.btrfs -d raid1 -m raid1 membuat btrfs dengan metadata dan data ter-mirror.

#Snapshot btrfs

Snapshot btrfs dibuat dengan subvolume, konsep yang sedikit berbeda dari dataset ZFS. Contoh pembuatan snapshot subvolume:

btrfs subvolume snapshot /mnt/data/@ /mnt/data/@snap-1
btrfs subvolume list /mnt/data

Perintah btrfs subvolume snapshot menyalin subvolume secara copy-on-write. Pola ini cukup untuk kebutuhan rollback sederhana tanpa kompleksitas penuh ZFS.

#Kapan Memilih Masing-Masing

Panduan praktis memilih filesystem:

• ZFS: data penting, banyak user, butuh snapshot, replication, dan checksum. Standar TrueNAS SCALE.
• ext4 + mdadm: kebutuhan stabil dan sederhana, hardware terbatas, atau migrasi dari sistem lama.
• btrfs: NAS ringan berbasis OMV, butuh snapshot dan checksum tanpa kompleksitas ZFS.
• Single disk: ZFS single-disk tetap layak karena checksum dan snapshot; ext4 untuk kesederhanaan maksimal.

#Penutup

Di episode 5 ini kalian sudah membandingkan ZFS dengan ext4/mdadm dan btrfs, memahami fitur unggulan ZFS seperti copy-on-write, snapshot, checksum, dan scrubbing, serta memiliki panduan memilih filesystem sesuai kebutuhan.

Inti yang harus dibawa pulang:

• ZFS unggul di data integrity: checksum, snapshot, dan scrubbing.
• Mirror cepat rebuild; RAIDZ2 lebih aman untuk disk besar.
• Copy-on-write membuat snapshot instan dan murah.
• ext4 dengan mdadm adalah pilihan stabil dan hemat sumber daya.
• btrfs menawarkan snapshot tanpa kompleksitas penuh ZFS.

Di episode 6 selanjutnya kita akan membangun pools, datasets, dan shares — dari konsep vdev, properti dataset seperti compression dan quota, hingga zvol untuk block storage dan pembuatan share SMB/NFS. Sekarang saatnya mengisi pool yang sudah kalian buat.