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Tellsanguis 2025-12-18 18:21:26 +00:00
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tags: [zfs, nfs, haute-disponibilite, replication, proxmox, homelab, sanoid, syncoid]
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date: 2025-12-18
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# Réplication ZFS et serveur NFS hautement disponible
Documentation de mon infrastructure de stockage hybride : stockage distribué Linstor DRBD pour les VM, et réplication ZFS active-passive pour les données froides avec serveur NFS hautement disponible.
## Contexte et problématique
### Architecture de stockage hybride
Mon cluster Proxmox utilise deux types de stockage aux besoins et contraintes différents :
#### Stockage haute performance pour VM/LXC : Linstor DRBD
- **Usage** : Disques système des machines virtuelles et conteneurs
- **Besoins** : Réplication synchrone, live migration, RPO ~0
- **Support** : SSD NVMe sur les nœuds Proxmox
- **Technologie** : Linstor DRBD (voir [article de blog sur le stockage distribué](/blog/stockage-distribue-proxmox-ha))
#### Stockage de données froides : ZFS répliqué
- **Usage** : Médias, fichiers utilisateurs, backups Proxmox Backup Server
- **Besoins** : Capacité importante, intégrité des données, disponibilité élevée mais live migration non requise
- **Support** : Disques USB sur les nœuds Proxmox (pools ZFS indépendants)
- **Technologie** : Réplication ZFS active-passive avec Sanoid/Syncoid
### Pourquoi ne pas utiliser Linstor DRBD pour tout ?
Le stockage distribué synchrone comme Linstor DRBD présente plusieurs contraintes pour des données froides :
- **Performance d'écriture** : Chaque écriture doit être confirmée sur plusieurs nœuds, ce qui pénalise les transferts de gros fichiers
- **Consommation réseau** : La réplication synchrone saturerait le réseau 1 Gbps lors de transferts massifs
- **Complexité inutile** : Les données froides n'ont pas besoin de live migration ni de RPO proche de zéro
- **Coût/bénéfice** : Sur-consommation de ressources pour un besoin qui peut être satisfait par de la réplication asynchrone
### La solution : réplication active-passive ZFS
Pour les données froides, une **réplication asynchrone par snapshots** offre le meilleur compromis :
| Critère | Linstor DRBD | ZFS répliqué |
|---------|--------------|--------------|
| Type de réplication | Synchrone | Asynchrone (snapshots) |
| Overhead réseau | Élevé (continu) | Faible (par intervalles) |
| RPO | ~0 | Intervalle snapshots (10 min) |
| Live migration | Oui | Non nécessaire |
| Intégrité données | Bonne | Excellente (checksums ZFS) |
| Adapté pour | VM/LXC système | Données froides volumineuses |
Un RPO de 10 minutes est **parfaitement acceptable** pour des médias et fichiers utilisateurs : en cas de panne d'un nœud, seules les modifications des 10 dernières minutes pourraient être perdues.
## Architecture
### Vue d'ensemble
```
┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ Cluster Proxmox HA │
│ │
│ ┌──────────────────┐ ┌──────────────────┐ │
│ │ acemagician │ │ elitedesk │ │
│ │ │◄────────────►│ │ │
│ │ - zpool1 (10TB) │ Réplication │ - zpool1 (10TB) │ │
│ │ - zpool2 (2TB) │ Sanoid/ │ - zpool2 (2TB) │ │
│ │ │ Syncoid │ │ │
│ └────────┬─────────┘ └─────────┬────────┘ │
│ │ │ │
│ │ ┌──────────────┐ │ │
│ └────────►│ LXC 103 │◄────────┘ │
│ │ NFS Server │ │
│ │ (rootfs sur │ │
│ │ DRBD) │ │
│ └──────┬───────┘ │
└────────────────────────────┼──────────────────────────────┘
│
▼
Clients NFS (VMs)
192.168.100.0/24
```
### Composants
#### Pools ZFS sur les nœuds Proxmox
Chaque nœud dispose de **deux pools ZFS indépendants** :
**zpool1** (~10 TB) : Données volumineuses
- `zpool1/data-nfs-share` : Partage NFS principal (6.83 TB utilisés)
- `zpool1/pbs-backups` : Backups Proxmox Backup Server
**zpool2** (~2 TB) : Médias et fichiers
- `zpool2/photos` : Photothèque (14.7 GB)
- `zpool2/storage` : Fichiers divers (19.1 GB)
**État des pools sur les nœuds** :
```bash
# Nœud acemagician
root@acemagician:~# zfs list
NAME USED AVAIL REFER MOUNTPOINT
zpool1 7.83T 2.95T 104K /zpool1
zpool1/data-nfs-share 6.83T 2.95T 6.79T /zpool1/data-nfs-share
zpool1/pbs-backups 96K 1024G 96K /zpool1/pbs-backups
zpool2 33.9G 1.72T 104K /zpool2
zpool2/photos 14.7G 1.72T 12.7G /zpool2/photos
zpool2/storage 19.1G 1.72T 19.1G /zpool2/storage
# Nœud elitedesk
root@elitedesk:~# zfs list
NAME USED AVAIL REFER MOUNTPOINT
zpool1 7.83T 2.97T 96K /zpool1
zpool1/data-nfs-share 6.83T 2.97T 6.79T /zpool1/data-nfs-share
zpool1/pbs-backups 96K 1024G 96K /zpool1/pbs-backups
zpool2 33.9G 1.72T 112K /zpool2
zpool2/photos 14.7G 1.72T 12.7G /zpool2/photos
zpool2/storage 19.1G 1.72T 19.1G /zpool2/storage
```
On constate que les pools sont **parfaitement synchronisés** entre les deux nœuds, avec des tailles identiques pour chaque dataset.
:::info
Les pools sont **identiques sur les deux nœuds** grâce à la réplication bidirectionnelle automatique. Le nœud actif (hébergeant le LXC) est toujours le master.
:::
#### LXC 103 : Serveur NFS hautement disponible
Le conteneur LXC 103 joue le rôle de serveur NFS avec les caractéristiques suivantes :
- **Rootfs sur Linstor DRBD** : Permet la haute disponibilité via Proxmox HA
- **Montage des datasets ZFS** : Accès direct aux pools du nœud hôte via bind mount
- **Service NFS** : Expose les datasets via NFS aux clients du réseau
- **Basculement automatique** : En cas de panne, Proxmox HA redémarre le LXC sur l'autre nœud (~60s de downtime)
![Configuration du LXC NFS](/img/docs/zfs-replication-nfs/zfs-nfs-lxc-configuration.png)
**Configuration détaillée** :
- **CPU** : 2 cœurs
- **RAM** : 1 Go (+ 512 Mo swap)
- **Rootfs** : 8 Go sur `linstor_storage` (stockage distribué DRBD)
- **Mount Point (mp0)** : `/zpool1/data-nfs-share,mp=/data-nfs-share,shared=1`
:::warning Important : option shared=1
L'option `shared=1` est **obligatoire** pour le bind mount du dataset ZFS. Sans cette option, le conteneur pourrait rencontrer des problèmes d'accès ou de permissions lors du montage du dataset depuis le nœud hôte.
:::
:::tip Pourquoi Linstor DRBD pour le rootfs du LXC ?
Le rootfs du conteneur NFS est stocké sur Linstor DRBD pour bénéficier de la **haute disponibilité Proxmox**. Cela permet au LXC de basculer automatiquement sur l'autre nœud en cas de panne, avec un temps d'arrêt d'environ **60 secondes** seulement.
Sans stockage partagé/distribué, Proxmox HA ne pourrait pas migrer automatiquement le conteneur, nécessitant une intervention manuelle.
:::
#### Script de réplication automatique
Le script [`zfs-nfs-replica.sh`](https://forgejo.tellserv.fr/Tellsanguis/zfs-sync-nfs-ha) s'exécute toutes les **10 minutes** via un timer systemd et implémente la logique suivante :
![Diagramme de flux du script de réplication](/img/docs/zfs-replication-nfs/zfs-nfs-replication-flowchart.png)
1. **Détection automatique du master** : Le nœud hébergeant le LXC 103 devient automatiquement le master
2. **Configuration dynamique de Sanoid** :
- **Nœud master** : `autosnap=yes`, `autoprune=yes` (création de snapshots)
- **Nœud standby** : `autosnap=no`, `autoprune=yes` (réception seule)
3. **Réplication via Syncoid** : Transfert incrémental des snapshots du master vers le standby
4. **Vérifications de sécurité** :
- Triple vérification que le bon nœud est master
- Comparaison des tailles pour détecter un disque de remplacement vide
- Historique des tailles pour éviter les écrasements accidentels
## Fonctionnement technique
### Détection automatique du nœud master
Le script détermine quel nœud héberge le LXC 103 :
```bash
# Détection du nœud actif
ACTIVE_NODE=$(pvesh get /cluster/resources --type vm --output-format json | \
jq -r '.[] | select(.vmid==103) | .node')
# Comparaison avec le nœud local
CURRENT_NODE=$(hostname)
if [ "$ACTIVE_NODE" = "$CURRENT_NODE" ]; then
# Ce nœud est le master
configure_as_master
else
# Ce nœud est en standby
configure_as_standby
fi
```
Cette détection garantit que le système s'adapte automatiquement aux migrations du LXC, qu'elles soient **planifiées** (maintenance) ou **automatiques** (failover Proxmox HA).
### Configuration dynamique de Sanoid
Sanoid est configuré différemment selon le rôle du nœud :
#### Nœud master (héberge le LXC 103)
```ini
[zpool1/data-nfs-share]
use_template = production
recursive = yes
autosnap = yes # Création automatique de snapshots
autoprune = yes # Nettoyage des anciens snapshots
[zpool2/photos]
use_template = production
recursive = yes
autosnap = yes
autoprune = yes
[zpool2/storage]
use_template = production
recursive = yes
autosnap = yes
autoprune = yes
```
#### Nœud standby
```ini
[zpool1/data-nfs-share]
use_template = production
recursive = yes
autosnap = no # Pas de création de snapshots
autoprune = yes # Nettoyage des anciens snapshots
[zpool2/photos]
use_template = production
recursive = yes
autosnap = no
autoprune = yes
[zpool2/storage]
use_template = production
recursive = yes
autosnap = no
autoprune = yes
```
### Réplication avec Syncoid
Syncoid effectue la réplication incrémentale des snapshots du master vers le standby :
```bash
# Réplication de chaque dataset
syncoid --no-sync-snap --recursive \
root@master:zpool1/data-nfs-share \
zpool1/data-nfs-share
syncoid --no-sync-snap --recursive \
root@master:zpool2/photos \
zpool2/photos
syncoid --no-sync-snap --recursive \
root@master:zpool2/storage \
zpool2/storage
```
L'option `--no-sync-snap` évite la création d'un snapshot de synchronisation supplémentaire, utilisant uniquement les snapshots Sanoid existants.
### Mécanismes de sécurité
Le script implémente plusieurs vérifications pour éviter les pertes de données :
#### Triple vérification du sens de réplication
Avant chaque réplication, le script vérifie **trois fois** que :
1. Le LXC 103 est bien sur le nœud local
2. Le nœud local est bien le master
3. La configuration Sanoid est bien en mode master
Si l'une de ces vérifications échoue, la réplication est **abandonnée** pour éviter une réplication dans le mauvais sens.
#### Protection contre les disques vides
Avant de répliquer, le script compare la taille des datasets :
```bash
# Récupération des tailles
SOURCE_SIZE=$(ssh root@master "zfs get -Hp -o value used zpool1/data-nfs-share")
TARGET_SIZE=$(zfs get -Hp -o value used zpool1/data-nfs-share)
# Si le source est significativement plus petit que la cible
if [ $SOURCE_SIZE -lt $(($TARGET_SIZE / 2)) ]; then
echo "ERREUR: Taille source suspecte, disque de remplacement vide ?"
exit 1
fi
```
Cela évite qu'un disque de remplacement vide n'écrase les données du standby.
#### Historique des tailles
Le script maintient un historique des tailles de datasets pour détecter des variations anormales (chute brutale de taille indiquant un problème).
## Configuration NFS
### Exports NFS sur le LXC 103
Le fichier `/etc/exports` définit les partages NFS :
```bash
# Pools zpool2 exposés à une VM spécifique (192.168.100.250)
/zpool2 192.168.100.250(sync,wdelay,hide,crossmnt,no_subtree_check,sec=sys,rw,secure,no_root_squash,no_all_squash)
/zpool2/photos 192.168.100.250(sync,wdelay,hide,crossmnt,no_subtree_check,sec=sys,rw,secure,no_root_squash,no_all_squash)
/zpool2/storage 192.168.100.250(sync,wdelay,hide,crossmnt,no_subtree_check,sec=sys,rw,secure,no_root_squash,no_all_squash)
# Partage principal accessible à tout le réseau
/data-nfs-share 192.168.100.0/24(sync,wdelay,hide,no_subtree_check,sec=sys,rw,insecure,no_root_squash,no_all_squash)
```
### Options NFS expliquées
| Option | Description |
|--------|-------------|
| `sync` | Confirme les écritures uniquement après commit sur disque (intégrité) |
| `wdelay` | Regroupe les écritures pour améliorer les performances |
| `hide` | Cache les sous-montages des clients NFS v3 |
| `crossmnt` | Permet de traverser les montages (utile avec les datasets ZFS) |
| `no_subtree_check` | Désactive la vérification des sous-arborescences (performance) |
| `rw` | Lecture/écriture |
| `secure` | Exige que les requêtes proviennent de ports < 1024 (sécurité) |
| `insecure` | Autorise les ports > 1024 (nécessaire pour certains clients) |
| `no_root_squash` | Préserve les permissions root (évite le mapping vers nobody) |
| `no_all_squash` | Préserve les UIDs/GIDs des utilisateurs |
:::warning Sécurité : no_root_squash
L'option `no_root_squash` permet aux clients NFS d'effectuer des opérations en tant que root. Cela est acceptable dans un réseau domestique de confiance (192.168.100.0/24), mais constituerait un **risque de sécurité majeur** sur un réseau non maîtrisé.
:::
### Services systemd
Services NFS actifs sur le LXC :
```bash
nfs-server.service enabled # Serveur NFS principal
nfs-blkmap.service enabled # Support pNFS block layout
nfs-client.target enabled # Cible pour les clients NFS
```
### Ports réseau
Ports NFS en écoute :
```
2049/tcp # NFSv4 (principal)
111/tcp # Portmapper (rpcbind)
```
## Montage NFS côté client
### Configuration /etc/fstab
Pour monter automatiquement le partage NFS au démarrage d'une VM ou conteneur, ajouter l'entrée suivante dans `/etc/fstab` :
```fstab
192.168.100.150:/data-nfs-share /mnt/storage nfs hard,intr,timeo=100,retrans=30,_netdev,nofail,x-systemd.automount 0 0
```
:::tip Exemple concret
Cette configuration est utilisée sur ma [VM de production Docker Compose & Ansible](/docs/homelab-actuel/docker-compose) qui héberge l'ensemble de mes services conteneurisés.
:::
### Options de montage expliquées
| Option | Description |
|--------|-------------|
| `hard` | En cas d'indisponibilité du serveur NFS, les opérations I/O sont **bloquées en attente** plutôt que d'échouer (garantit l'intégrité) |
| `intr` | Permet d'interrompre les opérations I/O bloquées avec Ctrl+C (utile en cas de problème réseau) |
| `timeo=100` | Timeout de 10 secondes (100 dixièmes de seconde) avant de retry |
| `retrans=30` | Nombre de retransmissions avant de déclarer une erreur (30 × 10s = 5 minutes de retry) |
| `_netdev` | Indique que le montage nécessite le réseau (systemd attend la connectivité réseau) |
| `nofail` | N'empêche pas le boot si le montage échoue (évite un blocage au démarrage) |
| `x-systemd.automount` | Montage automatique à la première utilisation (évite de bloquer le boot) |
| `0 0` | Pas de dump ni de fsck (non applicable pour NFS) |
### Comportement lors d'un failover NFS
Grâce aux options `hard` et `retrans=30`, lors du basculement du serveur NFS (~60 secondes) :
1. **Pendant le failover** : Les opérations I/O en cours sont **suspendues** (hard mount)
2. **Retry automatique** : Le client NFS retry pendant 5 minutes (30 × 10s)
3. **Reprise transparente** : Dès que le serveur NFS redémarre sur l'autre nœud, les opérations I/O reprennent **automatiquement**
4. **Aucune intervention** : Les applications n'ont pas besoin de redémarrer ni de remonter le partage
:::info Tolérance aux pannes
Le temps de retry (5 minutes) est largement supérieur au RTO du serveur NFS (~60 secondes), garantissant que les clients survivent au failover sans erreur.
:::
### Vérification du montage automatique
```bash
# Recharger systemd pour prendre en compte le fstab
systemctl daemon-reload
# Tester le montage sans reboot
mount -a
```
## Haute disponibilité et temps de basculement
### Architecture HA grâce à Linstor DRBD
Le serveur NFS bénéficie de la haute disponibilité Proxmox grâce au **rootfs du LXC 103 stocké sur Linstor DRBD** :
![Ressources HA Proxmox](/img/docs/zfs-replication-nfs/zfs-nfs-proxmox-ha-resources.png)
La capture d'écran ci-dessus montre la configuration HA Proxmox du serveur NFS :
- **LXC 103 (nfs-server)** : Ressource HA avec Max. Restart = 2, actuellement hébergé sur le nœud `elitedesk`
- Le LXC peut redémarrer automatiquement sur l'autre nœud en cas de panne, grâce à son rootfs sur stockage DRBD partagé
### Scénario de panne : failover automatique
En cas de panne d'un nœud hébergeant le LXC 103 :
1. **Détection** (5-10s) : Proxmox HA Manager détecte la panne du nœud via le quorum
2. **Décision** (1-2s) : Le HA Manager décide de redémarrer le LXC sur le nœud survivant
3. **Migration du stockage** (0s) : Le rootfs DRBD est déjà répliqué et accessible sur l'autre nœud
4. **Démarrage du LXC** (40-50s) : Le LXC démarre sur le nouveau nœud
5. **Montage ZFS et démarrage NFS** (5-10s) : Les datasets ZFS locaux sont montés et le service NFS démarre
**Temps total de basculement : ~60 secondes**
:::info RPO et RTO
- **RPO (Recovery Point Objective)** : 10 minutes (intervalle de réplication ZFS)
- **RTO (Recovery Time Objective)** : ~60 secondes (temps de failover du LXC)
Ces valeurs sont **largement acceptables** pour un serveur NFS de données froides dans un contexte homelab.
:::
### Adaptation automatique de la réplication
Après le basculement du LXC sur l'autre nœud :
1. Le script de réplication détecte que le LXC est maintenant sur le nouveau nœud
2. La configuration Sanoid est automatiquement inversée :
- L'**ancien master** devient **standby** (autosnap=no)
- Le **nouveau master** devient actif (autosnap=yes)
3. La réplication s'effectue désormais dans le **sens inverse**
Aucune intervention manuelle n'est nécessaire.
## Installation et déploiement
### Prérequis
- Cluster Proxmox avec au moins 2 nœuds
- Pools ZFS identiques sur chaque nœud
- LXC avec rootfs sur stockage partagé/distribué (Linstor DRBD)
- Sanoid et Syncoid installés sur les nœuds Proxmox
- Accès SSH entre les nœuds (clés SSH configurées)
### Installation du script
```bash
# Sur chaque nœud Proxmox
# 1. Cloner le dépôt Git
cd /tmp
git clone https://forgejo.tellserv.fr/Tellsanguis/zfs-sync-nfs-ha.git
cd zfs-sync-nfs-ha
# 2. Installer le script
cp zfs-nfs-replica.sh /usr/local/bin/
chmod +x /usr/local/bin/zfs-nfs-replica.sh
# 3. Installer les services systemd
cp zfs-nfs-replica.service /etc/systemd/system/
cp zfs-nfs-replica.timer /etc/systemd/system/
# 4. Activer et démarrer le timer
systemctl daemon-reload
systemctl enable --now zfs-nfs-replica.timer
# 5. Nettoyage
cd ..
rm -rf zfs-sync-nfs-ha
```
### Configuration Sanoid de base
Créer `/etc/sanoid/sanoid.conf` avec le template de production :
```ini
[template_production]
frequently = 0
hourly = 24
daily = 7
weekly = 4
monthly = 6
yearly = 0
autosnap = yes
autoprune = yes
```
Le script modifiera automatiquement les paramètres `autosnap` selon le rôle du nœud.
### Vérification du fonctionnement
```bash
# Vérifier l'état du timer
systemctl status zfs-nfs-replica.timer
# Afficher les logs de la dernière exécution
journalctl -u zfs-nfs-replica.service -n 50
# Lister les snapshots Sanoid
sanoid --monitor-snapshots
# Vérifier la réplication sur le standby
zfs list -t snapshot | grep zpool1/data-nfs-share
```
#### État des snapshots
```bash
root@elitedesk:~# sanoid --monitor-snapshots | grep -E "(zpool1|zpool2)"
OK: all monitored datasets (zpool1, zpool1/data-nfs-share, zpool1/pbs-backups,
zpool2, zpool2/photos, zpool2/storage) have fresh snapshots
```
Tous les datasets configurés ont des snapshots à jour, confirmant que Sanoid fonctionne correctement.
#### Logs du service de réplication
Exemple de logs lors d'une exécution réussie sur le nœud master (elitedesk) :
```bash
root@elitedesk:~# journalctl -u zfs-nfs-replica.service --since "1 hour ago"
Dec 18 17:44:35 elitedesk systemd[1]: Starting zfs-nfs-replica.service - ZFS NFS HA Replication Service...
Dec 18 17:44:35 elitedesk zfs-nfs-replica[3533956]: [2025-12-18 17:44:35] [info] [global] ========================================
Dec 18 17:44:35 elitedesk zfs-nfs-replica[3533956]: [2025-12-18 17:44:35] [info] [global] Démarrage du script version 2.0.1
Dec 18 17:44:35 elitedesk zfs-nfs-replica[3533956]: [2025-12-18 17:44:35] [info] [global] Nœud: elitedesk
Dec 18 17:44:35 elitedesk zfs-nfs-replica[3533956]: [2025-12-18 17:44:35] [info] [global] ========================================
Dec 18 17:44:35 elitedesk zfs-nfs-replica[3533956]: [2025-12-18 17:44:35] [info] [global] Vérification des mises à jour depuis https://forgejo.tellserv.fr
Dec 18 17:44:35 elitedesk zfs-nfs-replica[3533956]: [2025-12-18 17:44:35] [info] [global] ✓ Script à jour (version 2.0.1)
Dec 18 17:44:35 elitedesk zfs-nfs-replica[3533956]: [2025-12-18 17:44:35] [info] [global] Nœud distant configuré: acemagician (192.168.100.11)
Dec 18 17:44:35 elitedesk zfs-nfs-replica[3533956]: [2025-12-18 17:44:35] [info] [global] Pools configurés: zpool1 zpool2
Dec 18 17:44:35 elitedesk zfs-nfs-replica[3533956]: [2025-12-18 17:44:35] [info] [global] Vérification #1/3 du statut du LXC 103
Dec 18 17:44:37 elitedesk zfs-nfs-replica[3533956]: [2025-12-18 17:44:37] [info] [global] Vérification #1/3 réussie: LXC 103 est actif sur ce nœud
Dec 18 17:44:39 elitedesk zfs-nfs-replica[3533956]: [2025-12-18 17:44:39] [info] [global] Vérification #2/3 du statut du LXC 103
Dec 18 17:44:41 elitedesk zfs-nfs-replica[3533956]: [2025-12-18 17:44:41] [info] [global] Vérification #2/3 réussie: LXC 103 est actif sur ce nœud
Dec 18 17:44:43 elitedesk zfs-nfs-replica[3533956]: [2025-12-18 17:44:43] [info] [global] Vérification #3/3 du statut du LXC 103
Dec 18 17:44:45 elitedesk zfs-nfs-replica[3533956]: [2025-12-18 17:44:45] [info] [global] Vérification #3/3 réussie: LXC 103 est actif sur ce nœud
Dec 18 17:44:45 elitedesk zfs-nfs-replica[3533956]: [2025-12-18 17:44:45] [info] [global] ✓ Triple vérification réussie: le LXC 103 est sur ce nœud
Dec 18 17:44:45 elitedesk zfs-nfs-replica[3533956]: [2025-12-18 17:44:45] [info] [global] Configuration de Sanoid en mode ACTIF (autosnap=yes)
Dec 18 17:44:46 elitedesk zfs-nfs-replica[3533956]: [2025-12-18 17:44:46] [info] [global] Connexion SSH vers acemagician (192.168.100.11)
Dec 18 17:44:46 elitedesk zfs-nfs-replica[3533956]: [2025-12-18 17:44:46] [info] [global] ========================================
Dec 18 17:44:46 elitedesk zfs-nfs-replica[3533956]: [2025-12-18 17:44:46] [info] [global] Début de la réplication de 2 pool(s)
Dec 18 17:44:46 elitedesk zfs-nfs-replica[3533956]: [2025-12-18 17:44:46] [info] [global] ========================================
Dec 18 17:44:46 elitedesk zfs-nfs-replica[3533956]: [2025-12-18 17:44:46] [info] [zpool1] ========================================
Dec 18 17:44:46 elitedesk zfs-nfs-replica[3533956]: [2025-12-18 17:44:46] [info] [zpool1] Début de la réplication du pool: zpool1
Dec 18 17:44:46 elitedesk zfs-nfs-replica[3533956]: [2025-12-18 17:44:46] [info] [zpool1] ========================================
Dec 18 17:44:46 elitedesk zfs-nfs-replica[3533956]: [2025-12-18 17:44:46] [info] [zpool1] Verrou acquis pour zpool1
Dec 18 17:44:46 elitedesk zfs-nfs-replica[3533956]: [2025-12-18 17:44:46] [info] [zpool1] Début de la réplication récursive: zpool1
Dec 18 17:44:46 elitedesk zfs-nfs-replica[3533956]: [2025-12-18 17:44:46] [info] [zpool1] Vérification des snapshots en commun entre master et standby
Dec 18 17:44:46 elitedesk zfs-nfs-replica[3533956]: [2025-12-18 17:44:46] [info] [zpool1] ✓ 209 snapshot(s) en commun trouvé(s)
Dec 18 17:44:46 elitedesk zfs-nfs-replica[3533956]: [2025-12-18 17:44:46] [info] [zpool1] Mode: Réplication incrémentale (snapshot le plus récent en commun)
Dec 18 17:44:46 elitedesk zfs-nfs-replica[3533956]: [2025-12-18 17:44:46] [info] [zpool1] Datasets à répliquer:
Dec 18 17:44:46 elitedesk zfs-nfs-replica[3533956]: [2025-12-18 17:44:46] [info] [zpool1] - zpool1/data-nfs-share
Dec 18 17:44:46 elitedesk zfs-nfs-replica[3533956]: [2025-12-18 17:44:46] [info] [zpool1] - zpool1/pbs-backups
Dec 18 17:44:46 elitedesk zfs-nfs-replica[3533956]: [2025-12-18 17:44:46] [info] [zpool1] === Réplication de zpool1/data-nfs-share (récursif) ===
Dec 18 17:44:47 elitedesk zfs-nfs-replica[3534180]: NEWEST SNAPSHOT: autosnap_2025-12-18_16:30:10_frequently
Dec 18 17:44:47 elitedesk zfs-nfs-replica[3534180]: INFO: no snapshots on source newer than autosnap_2025-12-18_16:30:10_frequently on target. Nothing to do.
Dec 18 17:44:47 elitedesk zfs-nfs-replica[3533956]: [2025-12-18 17:44:47] [info] [zpool1] ✓ zpool1/data-nfs-share répliqué avec succès
Dec 18 17:44:47 elitedesk zfs-nfs-replica[3533956]: [2025-12-18 17:44:47] [info] [zpool1] === Réplication de zpool1/pbs-backups (récursif) ===
Dec 18 17:44:47 elitedesk zfs-nfs-replica[3534221]: NEWEST SNAPSHOT: autosnap_2025-12-18_16:30:10_frequently
Dec 18 17:44:47 elitedesk zfs-nfs-replica[3534221]: INFO: no snapshots on source newer than autosnap_2025-12-18_16:30:10_frequently on target. Nothing to do.
Dec 18 17:44:47 elitedesk zfs-nfs-replica[3533956]: [2025-12-18 17:44:47] [info] [zpool1] ✓ zpool1/pbs-backups répliqué avec succès
Dec 18 17:44:47 elitedesk zfs-nfs-replica[3533956]: [2025-12-18 17:44:47] [info] [zpool1] Nombre de datasets traités: 2
```
Points clés visibles dans les logs :
- **Triple vérification** que le LXC 103 est bien sur le nœud local avant toute réplication
- **Configuration automatique** de Sanoid en mode ACTIF (autosnap=yes)
- **Réplication incrémentale** basée sur 209 snapshots communs
- **Pas de transfert nécessaire** : les datasets sont déjà synchronisés (dernière modification à 16:30, réplication à 17:44)
- **Traitement récursif** de tous les datasets enfants
### Restaurer depuis un snapshot
```bash
# Lister les snapshots disponibles
zfs list -t snapshot zpool1/data-nfs-share
# Rollback vers un snapshot spécifique
zfs rollback zpool1/data-nfs-share@autosnap_2025-12-18_12:00:00_hourly
# Ou cloner le snapshot pour inspection
zfs clone zpool1/data-nfs-share@autosnap_2025-12-18_12:00:00_hourly \
zpool1/data-nfs-share-restore
```
## Conclusion
L'architecture de **stockage hybride** combinant Linstor DRBD et ZFS répliqué offre le meilleur des deux mondes :
- **Linstor DRBD** pour les VM/LXC : réplication synchrone, live migration, RPO ~0
- **ZFS répliqué** pour les données froides : capacité importante, intégrité excellente, overhead minimal
Le serveur NFS hautement disponible, avec son **rootfs sur DRBD** et la **réplication automatique ZFS** garantit :
- Un temps de basculement de **~60 secondes** en cas de panne
- Une adaptation automatique au failover Proxmox HA
- Une **perte de données maximale de 10 minutes** (RPO)
- Aucune intervention manuelle requise
Cette solution est **parfaitement adaptée** à un homelab nécessitant haute disponibilité pour un serveur NFS de données froides, tout en conservant des ressources (CPU, RAM, réseau) pour les services critiques.
## Ressources
- [Script zfs-sync-nfs-ha](https://forgejo.tellserv.fr/Tellsanguis/zfs-sync-nfs-ha)
- [Documentation Sanoid](https://github.com/jimsalterjrs/sanoid)
- [Article : Stockage distribué Proxmox](/blog/stockage-distribue-proxmox-ha)
- [Proxmox HA Manager](https://pve.proxmox.com/wiki/High_Availability)

679
i18n/en/docusaurus-plugin-content-docs/current/zfs-replication-nfs.md Normal file
View file

@ -0,0 +1,679 @@
---
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tags: [zfs, nfs, high-availability, replication, proxmox, homelab, sanoid, syncoid]
last_update:
date: 2025-12-18
---
# ZFS Replication and Highly Available NFS Server
Documentation of my hybrid storage infrastructure: Linstor DRBD distributed storage for VMs, and active-passive ZFS replication for cold data with a highly available NFS server.
## Context and Problem Statement
### Hybrid Storage Architecture
My Proxmox cluster uses two types of storage with different needs and constraints:
#### High-Performance Storage for VM/LXC: Linstor DRBD
- **Usage**: System disks for virtual machines and containers
- **Requirements**: Synchronous replication, live migration, RPO ~0
- **Support**: NVMe SSDs on Proxmox nodes
- **Technology**: Linstor DRBD (see [blog post on distributed storage](/blog/stockage-distribue-proxmox-ha))
#### Cold Data Storage: Replicated ZFS
- **Usage**: Media, user files, Proxmox Backup Server backups
- **Requirements**: Large capacity, data integrity, high availability but live migration not required
- **Support**: USB drives on Proxmox nodes (independent ZFS pools)
- **Technology**: Active-passive ZFS replication with Sanoid/Syncoid
### Why Not Use Linstor DRBD for Everything?
Synchronous distributed storage like Linstor DRBD has several constraints for cold data:
- **Write Performance**: Every write must be confirmed on multiple nodes, penalizing large file transfers
- **Network Consumption**: Synchronous replication would saturate the 1 Gbps network during massive transfers
- **Unnecessary Complexity**: Cold data doesn't need live migration or near-zero RPO
- **Cost/Benefit**: Resource over-consumption for a need that can be satisfied by asynchronous replication
### The Solution: Active-Passive ZFS Replication
For cold data, **asynchronous snapshot-based replication** offers the best compromise:
| Criteria | Linstor DRBD | Replicated ZFS |
|---------|--------------|--------------|
| Replication Type | Synchronous | Asynchronous (snapshots) |
| Network Overhead | High (continuous) | Low (periodic) |
| RPO | ~0 | Snapshot interval (10 min) |
| Live Migration | Yes | Not necessary |
| Data Integrity | Good | Excellent (ZFS checksums) |
| Suited for | VM/LXC system | Large cold data |
An RPO of 10 minutes is **perfectly acceptable** for media and user files: in case of node failure, only changes from the last 10 minutes could be lost.
## Architecture
### Overview
```
┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ Proxmox HA Cluster │
│ │
│ ┌──────────────────┐ ┌──────────────────┐ │
│ │ acemagician │ │ elitedesk │ │
│ │ │◄────────────►│ │ │
│ │ - zpool1 (10TB) │ Replication │ - zpool1 (10TB) │ │
│ │ - zpool2 (2TB) │ Sanoid/ │ - zpool2 (2TB) │ │
│ │ │ Syncoid │ │ │
│ └────────┬─────────┘ └─────────┬────────┘ │
│ │ │ │
│ │ ┌──────────────┐ │ │
│ └────────►│ LXC 103 │◄────────┘ │
│ │ NFS Server │ │
│ │ (rootfs on │ │
│ │ DRBD) │ │
│ └──────┬───────┘ │
└────────────────────────────┼──────────────────────────────┘
│
▼
NFS Clients (VMs)
192.168.100.0/24
```
### Components
#### ZFS Pools on Proxmox Nodes
Each node has **two independent ZFS pools**:
**zpool1** (~10 TB): Large data
- `zpool1/data-nfs-share`: Main NFS share (6.83 TB used)
- `zpool1/pbs-backups`: Proxmox Backup Server backups
**zpool2** (~2 TB): Media and files
- `zpool2/photos`: Photo library (14.7 GB)
- `zpool2/storage`: Miscellaneous files (19.1 GB)
**Pool status on nodes**:
```bash
# Node acemagician
root@acemagician:~# zfs list
NAME USED AVAIL REFER MOUNTPOINT
zpool1 7.83T 2.95T 104K /zpool1
zpool1/data-nfs-share 6.83T 2.95T 6.79T /zpool1/data-nfs-share
zpool1/pbs-backups 96K 1024G 96K /zpool1/pbs-backups
zpool2 33.9G 1.72T 104K /zpool2
zpool2/photos 14.7G 1.72T 12.7G /zpool2/photos
zpool2/storage 19.1G 1.72T 19.1G /zpool2/storage
# Node elitedesk
root@elitedesk:~# zfs list
NAME USED AVAIL REFER MOUNTPOINT
zpool1 7.83T 2.97T 96K /zpool1
zpool1/data-nfs-share 6.83T 2.97T 6.79T /zpool1/data-nfs-share
zpool1/pbs-backups 96K 1024G 96K /zpool1/pbs-backups
zpool2 33.9G 1.72T 112K /zpool2
zpool2/photos 14.7G 1.72T 12.7G /zpool2/photos
zpool2/storage 19.1G 1.72T 19.1G /zpool2/storage
```
Note that pools are **perfectly synchronized** between the two nodes, with identical sizes for each dataset.
:::info
Pools are **identical on both nodes** thanks to automatic bidirectional replication. The active node (hosting the LXC) is always the master.
:::
#### LXC 103: Highly Available NFS Server
The LXC 103 container acts as an NFS server with the following characteristics:
- **Rootfs on Linstor DRBD**: Enables high availability via Proxmox HA
- **ZFS Dataset Mounting**: Direct access to host node pools via bind mount
- **NFS Service**: Exposes datasets via NFS to network clients
- **Automatic Failover**: In case of failure, Proxmox HA restarts the LXC on the other node (~60s downtime)
![NFS LXC Configuration](/img/docs/zfs-replication-nfs/zfs-nfs-lxc-configuration.png)
**Detailed configuration**:
- **CPU**: 2 cores
- **RAM**: 1 GB (+ 512 MB swap)
- **Rootfs**: 8 GB on `linstor_storage` (DRBD distributed storage)
- **Mount Point (mp0)**: `/zpool1/data-nfs-share,mp=/data-nfs-share,shared=1`
:::warning Important: shared=1 option
The `shared=1` option is **mandatory** for ZFS dataset bind mount. Without this option, the container could encounter access or permission issues when mounting the dataset from the host node.
:::
:::tip Why Linstor DRBD for LXC rootfs?
The NFS container rootfs is stored on Linstor DRBD to benefit from **Proxmox high availability**. This allows the LXC to automatically fail over to the other node in case of failure, with only about **60 seconds** of downtime.
Without shared/distributed storage, Proxmox HA couldn't automatically migrate the container, requiring manual intervention.
:::
#### Automatic Replication Script
The [`zfs-nfs-replica.sh`](https://forgejo.tellserv.fr/Tellsanguis/zfs-sync-nfs-ha) script runs every **10 minutes** via a systemd timer and implements the following logic:
![Replication Script Flow Diagram](/img/docs/zfs-replication-nfs/zfs-nfs-replication-flowchart.png)
1. **Automatic Master Detection**: The node hosting LXC 103 automatically becomes the master
2. **Dynamic Sanoid Configuration**:
- **Master Node**: `autosnap=yes`, `autoprune=yes` (snapshot creation)
- **Standby Node**: `autosnap=no`, `autoprune=yes` (receive only)
3. **Replication via Syncoid**: Incremental transfer of snapshots from master to standby
4. **Security Checks**:
- Triple verification that the correct node is master
- Size comparison to detect empty replacement disk
- Size history to prevent accidental overwrites
## Technical Operation
### Automatic Master Node Detection
The script determines which node hosts LXC 103:
```bash
# Detect active node
ACTIVE_NODE=$(pvesh get /cluster/resources --type vm --output-format json | \
jq -r '.[] | select(.vmid==103) | .node')
# Compare with local node
CURRENT_NODE=$(hostname)
if [ "$ACTIVE_NODE" = "$CURRENT_NODE" ]; then
# This node is the master
configure_as_master
else
# This node is on standby
configure_as_standby
fi
```
This detection ensures the system automatically adapts to LXC migrations, whether **planned** (maintenance) or **automatic** (Proxmox HA failover).
### Dynamic Sanoid Configuration
Sanoid is configured differently based on node role:
#### Master Node (hosts LXC 103)
```ini
[zpool1/data-nfs-share]
use_template = production
recursive = yes
autosnap = yes # Automatic snapshot creation
autoprune = yes # Old snapshot cleanup
[zpool2/photos]
use_template = production
recursive = yes
autosnap = yes
autoprune = yes
[zpool2/storage]
use_template = production
recursive = yes
autosnap = yes
autoprune = yes
```
#### Standby Node
```ini
[zpool1/data-nfs-share]
use_template = production
recursive = yes
autosnap = no # No snapshot creation
autoprune = yes # Old snapshot cleanup
[zpool2/photos]
use_template = production
recursive = yes
autosnap = no
autoprune = yes
[zpool2/storage]
use_template = production
recursive = yes
autosnap = no
autoprune = yes
```
### Replication with Syncoid
Syncoid performs incremental snapshot replication from master to standby:
```bash
# Replicate each dataset
syncoid --no-sync-snap --recursive \
root@master:zpool1/data-nfs-share \
zpool1/data-nfs-share
syncoid --no-sync-snap --recursive \
root@master:zpool2/photos \
zpool2/photos
syncoid --no-sync-snap --recursive \
root@master:zpool2/storage \
zpool2/storage
```
The `--no-sync-snap` option avoids creating an additional sync snapshot, using only existing Sanoid snapshots.
### Security Mechanisms
The script implements several checks to prevent data loss:
#### Triple Replication Direction Verification
Before each replication, the script verifies **three times** that:
1. LXC 103 is on the local node
2. The local node is the master
3. Sanoid configuration is in master mode
If any of these checks fails, replication is **aborted** to prevent replication in the wrong direction.
#### Empty Disk Protection
Before replicating, the script compares dataset sizes:
```bash
# Get sizes
SOURCE_SIZE=$(ssh root@master "zfs get -Hp -o value used zpool1/data-nfs-share")
TARGET_SIZE=$(zfs get -Hp -o value used zpool1/data-nfs-share)
# If source is significantly smaller than target
if [ $SOURCE_SIZE -lt $(($TARGET_SIZE / 2)) ]; then
echo "ERROR: Suspicious source size, empty replacement disk?"
exit 1
fi
```
This prevents an empty replacement disk from overwriting standby data.
#### Size History
The script maintains a dataset size history to detect abnormal variations (sudden size drop indicating a problem).
## NFS Configuration
### NFS Exports on LXC 103
The `/etc/exports` file defines NFS shares:
```bash
# zpool2 pools exposed to specific VM (192.168.100.250)
/zpool2 192.168.100.250(sync,wdelay,hide,crossmnt,no_subtree_check,sec=sys,rw,secure,no_root_squash,no_all_squash)
/zpool2/photos 192.168.100.250(sync,wdelay,hide,crossmnt,no_subtree_check,sec=sys,rw,secure,no_root_squash,no_all_squash)
/zpool2/storage 192.168.100.250(sync,wdelay,hide,crossmnt,no_subtree_check,sec=sys,rw,secure,no_root_squash,no_all_squash)
# Main share accessible to entire network
/data-nfs-share 192.168.100.0/24(sync,wdelay,hide,no_subtree_check,sec=sys,rw,insecure,no_root_squash,no_all_squash)
```
### NFS Options Explained
| Option | Description |
|--------|-------------|
| `sync` | Confirms writes only after disk commit (integrity) |
| `wdelay` | Groups writes to improve performance |
| `hide` | Hides sub-mounts from NFS v3 clients |
| `crossmnt` | Allows crossing mounts (useful with ZFS datasets) |
| `no_subtree_check` | Disables subtree checking (performance) |
| `rw` | Read/write |
| `secure` | Requires requests from ports < 1024 (security) |
| `insecure` | Allows ports > 1024 (necessary for some clients) |
| `no_root_squash` | Preserves root permissions (avoids mapping to nobody) |
| `no_all_squash` | Preserves user UIDs/GIDs |
:::warning Security: no_root_squash
The `no_root_squash` option allows NFS clients to perform operations as root. This is acceptable in a trusted home network (192.168.100.0/24), but would constitute a **major security risk** on an untrusted network.
:::
### Systemd Services
Active NFS services on LXC:
```bash
nfs-server.service enabled # Main NFS server
nfs-blkmap.service enabled # pNFS block layout support
nfs-client.target enabled # Target for NFS clients
nfs-exports-update.timer enabled # Automatic export updates
```
### Network Ports
NFS listening ports:
```
2049/tcp # NFSv4 (main)
111/tcp # Portmapper (rpcbind)
```
## Client-Side NFS Mounting
### /etc/fstab Configuration
To automatically mount the NFS share on VM or container boot, add the following entry to `/etc/fstab`:
```fstab
192.168.100.150:/data-nfs-share /mnt/storage nfs hard,intr,timeo=100,retrans=30,_netdev,nofail,x-systemd.automount 0 0
```
:::tip Real Example
This configuration is used on my [Docker Compose & Ansible production VM](/docs/homelab-actuel/docker-compose) which hosts all my containerized services.
:::
### Mount Options Explained
| Option | Description |
|--------|-------------|
| `hard` | In case of NFS server unavailability, I/O operations are **blocked waiting** rather than failing (ensures integrity) |
| `intr` | Allows interrupting blocked I/O operations with Ctrl+C (useful in case of network issues) |
| `timeo=100` | 10-second timeout (100 tenths of a second) before retry |
| `retrans=30` | Number of retransmissions before declaring error (30 × 10s = 5 minutes of retry) |
| `_netdev` | Indicates mount requires network (systemd waits for network connectivity) |
| `nofail` | Doesn't prevent boot if mount fails (avoids boot blocking) |
| `x-systemd.automount` | Automatic mount on first use (avoids blocking boot) |
| `0 0` | No dump or fsck (not applicable for NFS) |
### Behavior During NFS Failover
Thanks to `hard` and `retrans=30` options, during NFS server failover (~60 seconds):
1. **During Failover**: Ongoing I/O operations are **suspended** (hard mount)
2. **Automatic Retry**: NFS client retries for 5 minutes (30 × 10s)
3. **Transparent Recovery**: As soon as NFS server restarts on the other node, I/O operations resume **automatically**
4. **No Intervention**: Applications don't need to restart or remount the share
:::info Fault Tolerance
The retry time (5 minutes) is well above the NFS server RTO (~60 seconds), ensuring clients survive failover without errors.
:::
### Manual Mounting
To temporarily mount the NFS share:
```bash
# Create mount point
mkdir -p /mnt/storage
# Manual mount
mount -t nfs -o hard,intr,timeo=100,retrans=30 \
192.168.100.150:/data-nfs-share /mnt/storage
# Verify mount
df -h /mnt/storage
mount | grep nfs
```
### Verify Automatic Mounting
```bash
# Reload systemd to account for fstab
systemctl daemon-reload
# Test mount without reboot
mount -a
# Verify mount is active
systemctl status mnt-storage.mount
# Display NFS statistics
nfsstat -m
```
## High Availability and Failover Time
### HA Architecture Thanks to Linstor DRBD
The NFS server benefits from Proxmox high availability thanks to **LXC 103 rootfs stored on Linstor DRBD**:
![Proxmox HA Resources](/img/docs/zfs-replication-nfs/zfs-nfs-proxmox-ha-resources.png)
The screenshot above shows the Proxmox HA configuration of the NFS server:
- **LXC 103 (nfs-server)**: HA resource with Max. Restart = 2, currently hosted on `elitedesk` node
- The LXC can automatically restart on the other node in case of failure, thanks to its rootfs on shared DRBD storage
### Failure Scenario: Automatic Failover
In case of failure of a node hosting LXC 103:
1. **Detection** (5-10s): Proxmox HA Manager detects node failure via quorum
2. **Decision** (1-2s): HA Manager decides to restart LXC on surviving node
3. **Storage Migration** (0s): DRBD rootfs is already replicated and accessible on the other node
4. **LXC Startup** (40-50s): LXC starts on new node
5. **ZFS Mount and NFS Start** (5-10s): Local ZFS datasets are mounted and NFS service starts
**Total failover time: ~60 seconds**
:::info RPO and RTO
- **RPO (Recovery Point Objective)**: 10 minutes (ZFS replication interval)
- **RTO (Recovery Time Objective)**: ~60 seconds (LXC failover time)
These values are **widely acceptable** for a cold data NFS server in a homelab context.
:::
### Automatic Replication Adaptation
After LXC failover to the other node:
1. The replication script detects LXC is now on the new node
2. Sanoid configuration is automatically reversed:
- The **former master** becomes **standby** (autosnap=no)
- The **new master** becomes active (autosnap=yes)
3. Replication now occurs in the **opposite direction**
No manual intervention required.
## Installation and Deployment
### Prerequisites
- Proxmox cluster with at least 2 nodes
- Identical ZFS pools on each node
- LXC with rootfs on shared/distributed storage (Linstor DRBD)
- Sanoid and Syncoid installed on Proxmox nodes
- SSH access between nodes (SSH keys configured)
### Script Installation
```bash
# On each Proxmox node
# 1. Clone Git repository
cd /tmp
git clone https://forgejo.tellserv.fr/Tellsanguis/zfs-sync-nfs-ha.git
cd zfs-sync-nfs-ha
# 2. Install script
cp zfs-nfs-replica.sh /usr/local/bin/
chmod +x /usr/local/bin/zfs-nfs-replica.sh
# 3. Install systemd services
cp zfs-nfs-replica.service /etc/systemd/system/
cp zfs-nfs-replica.timer /etc/systemd/system/
# 4. Enable and start timer
systemctl daemon-reload
systemctl enable --now zfs-nfs-replica.timer
# 5. Cleanup
cd ..
rm -rf zfs-sync-nfs-ha
```
### Basic Sanoid Configuration
Create `/etc/sanoid/sanoid.conf` with production template:
```ini
[template_production]
frequently = 0
hourly = 24
daily = 7
weekly = 4
monthly = 6
yearly = 0
autosnap = yes
autoprune = yes
```
The script will automatically modify `autosnap` parameters based on node role.
### Verify Operation
```bash
# Check timer status
systemctl status zfs-nfs-replica.timer
# Display logs from last execution
journalctl -u zfs-nfs-replica.service -n 50
# List Sanoid snapshots
sanoid --monitor-snapshots
# Verify replication on standby
zfs list -t snapshot | grep zpool1/data-nfs-share
```
#### Snapshot Status
```bash
root@elitedesk:~# sanoid --monitor-snapshots | grep -E "(zpool1|zpool2)"
OK: all monitored datasets (zpool1, zpool1/data-nfs-share, zpool1/pbs-backups,
zpool2, zpool2/photos, zpool2/storage) have fresh snapshots
```
All configured datasets have up-to-date snapshots, confirming Sanoid is working correctly.
#### Replication Service Logs
Example logs during successful execution on master node (elitedesk):
```bash
root@elitedesk:~# journalctl -u zfs-nfs-replica.service --since "1 hour ago"
Dec 18 17:44:35 elitedesk systemd[1]: Starting zfs-nfs-replica.service - ZFS NFS HA Replication Service...
Dec 18 17:44:35 elitedesk zfs-nfs-replica[3533956]: [2025-12-18 17:44:35] [info] [global] ========================================
Dec 18 17:44:35 elitedesk zfs-nfs-replica[3533956]: [2025-12-18 17:44:35] [info] [global] Starting script version 2.0.1
Dec 18 17:44:35 elitedesk zfs-nfs-replica[3533956]: [2025-12-18 17:44:35] [info] [global] Node: elitedesk
Dec 18 17:44:35 elitedesk zfs-nfs-replica[3533956]: [2025-12-18 17:44:35] [info] [global] ========================================
Dec 18 17:44:35 elitedesk zfs-nfs-replica[3533956]: [2025-12-18 17:44:35] [info] [global] Checking updates from https://forgejo.tellserv.fr
Dec 18 17:44:35 elitedesk zfs-nfs-replica[3533956]: [2025-12-18 17:44:35] [info] [global] ✓ Script up to date (version 2.0.1)
Dec 18 17:44:35 elitedesk zfs-nfs-replica[3533956]: [2025-12-18 17:44:35] [info] [global] Remote node configured: acemagician (192.168.100.11)
Dec 18 17:44:35 elitedesk zfs-nfs-replica[3533956]: [2025-12-18 17:44:35] [info] [global] Configured pools: zpool1 zpool2
Dec 18 17:44:35 elitedesk zfs-nfs-replica[3533956]: [2025-12-18 17:44:35] [info] [global] Verification #1/3 of LXC 103 status
Dec 18 17:44:37 elitedesk zfs-nfs-replica[3533956]: [2025-12-18 17:44:37] [info] [global] Verification #1/3 successful: LXC 103 is active on this node
Dec 18 17:44:39 elitedesk zfs-nfs-replica[3533956]: [2025-12-18 17:44:39] [info] [global] Verification #2/3 of LXC 103 status
Dec 18 17:44:41 elitedesk zfs-nfs-replica[3533956]: [2025-12-18 17:44:41] [info] [global] Verification #2/3 successful: LXC 103 is active on this node
Dec 18 17:44:43 elitedesk zfs-nfs-replica[3533956]: [2025-12-18 17:44:43] [info] [global] Verification #3/3 of LXC 103 status
Dec 18 17:44:45 elitedesk zfs-nfs-replica[3533956]: [2025-12-18 17:44:45] [info] [global] Verification #3/3 successful: LXC 103 is active on this node
Dec 18 17:44:45 elitedesk zfs-nfs-replica[3533956]: [2025-12-18 17:44:45] [info] [global] ✓ Triple verification successful: LXC 103 is on this node
Dec 18 17:44:45 elitedesk zfs-nfs-replica[3533956]: [2025-12-18 17:44:45] [info] [global] Configuring Sanoid in ACTIVE mode (autosnap=yes)
Dec 18 17:44:46 elitedesk zfs-nfs-replica[3533956]: [2025-12-18 17:44:46] [info] [global] SSH connection to acemagician (192.168.100.11)
Dec 18 17:44:46 elitedesk zfs-nfs-replica[3533956]: [2025-12-18 17:44:46] [info] [global] ========================================
Dec 18 17:44:46 elitedesk zfs-nfs-replica[3533956]: [2025-12-18 17:44:46] [info] [global] Starting replication of 2 pool(s)
Dec 18 17:44:46 elitedesk zfs-nfs-replica[3533956]: [2025-12-18 17:44:46] [info] [global] ========================================
Dec 18 17:44:46 elitedesk zfs-nfs-replica[3533956]: [2025-12-18 17:44:46] [info] [zpool1] ========================================
Dec 18 17:44:46 elitedesk zfs-nfs-replica[3533956]: [2025-12-18 17:44:46] [info] [zpool1] Starting pool replication: zpool1
Dec 18 17:44:46 elitedesk zfs-nfs-replica[3533956]: [2025-12-18 17:44:46] [info] [zpool1] ========================================
Dec 18 17:44:46 elitedesk zfs-nfs-replica[3533956]: [2025-12-18 17:44:46] [info] [zpool1] Lock acquired for zpool1
Dec 18 17:44:46 elitedesk zfs-nfs-replica[3533956]: [2025-12-18 17:44:46] [info] [zpool1] Starting recursive replication: zpool1
Dec 18 17:44:46 elitedesk zfs-nfs-replica[3533956]: [2025-12-18 17:44:46] [info] [zpool1] Checking common snapshots between master and standby
Dec 18 17:44:46 elitedesk zfs-nfs-replica[3533956]: [2025-12-18 17:44:46] [info] [zpool1] ✓ 209 common snapshot(s) found
Dec 18 17:44:46 elitedesk zfs-nfs-replica[3533956]: [2025-12-18 17:44:46] [info] [zpool1] Mode: Incremental replication (most recent common snapshot)
Dec 18 17:44:46 elitedesk zfs-nfs-replica[3533956]: [2025-12-18 17:44:46] [info] [zpool1] Datasets to replicate:
Dec 18 17:44:46 elitedesk zfs-nfs-replica[3533956]: [2025-12-18 17:44:46] [info] [zpool1] - zpool1/data-nfs-share
Dec 18 17:44:46 elitedesk zfs-nfs-replica[3533956]: [2025-12-18 17:44:46] [info] [zpool1] - zpool1/pbs-backups
Dec 18 17:44:46 elitedesk zfs-nfs-replica[3533956]: [2025-12-18 17:44:46] [info] [zpool1] === Replicating zpool1/data-nfs-share (recursive) ===
Dec 18 17:44:47 elitedesk zfs-nfs-replica[3534180]: NEWEST SNAPSHOT: autosnap_2025-12-18_16:30:10_frequently
Dec 18 17:44:47 elitedesk zfs-nfs-replica[3534180]: INFO: no snapshots on source newer than autosnap_2025-12-18_16:30:10_frequently on target. Nothing to do.
Dec 18 17:44:47 elitedesk zfs-nfs-replica[3533956]: [2025-12-18 17:44:47] [info] [zpool1] ✓ zpool1/data-nfs-share replicated successfully
Dec 18 17:44:47 elitedesk zfs-nfs-replica[3533956]: [2025-12-18 17:44:47] [info] [zpool1] === Replicating zpool1/pbs-backups (recursive) ===
Dec 18 17:44:47 elitedesk zfs-nfs-replica[3534221]: NEWEST SNAPSHOT: autosnap_2025-12-18_16:30:10_frequently
Dec 18 17:44:47 elitedesk zfs-nfs-replica[3534221]: INFO: no snapshots on source newer than autosnap_2025-12-18_16:30:10_frequently on target. Nothing to do.
Dec 18 17:44:47 elitedesk zfs-nfs-replica[3533956]: [2025-12-18 17:44:47] [info] [zpool1] ✓ zpool1/pbs-backups replicated successfully
Dec 18 17:44:47 elitedesk zfs-nfs-replica[3533956]: [2025-12-18 17:44:47] [info] [zpool1] Number of datasets processed: 2
```
Key points visible in logs:
- **Triple verification** that LXC 103 is on local node before any replication
- **Automatic configuration** of Sanoid in ACTIVE mode (autosnap=yes)
- **Incremental replication** based on 209 common snapshots
- **No transfer needed**: datasets are already synchronized (last modification at 16:30, replication at 17:44)
- **Recursive processing** of all child datasets
### Restore from Snapshot
```bash
# List available snapshots
zfs list -t snapshot zpool1/data-nfs-share
# Rollback to specific snapshot
zfs rollback zpool1/data-nfs-share@autosnap_2025-12-18_12:00:00_hourly
# Or clone snapshot for inspection
zfs clone zpool1/data-nfs-share@autosnap_2025-12-18_12:00:00_hourly \
zpool1/data-nfs-share-restore
```
### Script Update
The script includes auto-update functionality:
```bash
# Script automatically checks for updates
# Force update check
/usr/local/bin/zfs-nfs-replica.sh --check-update
```
## Limitations and Considerations
### 10-Minute RPO
Unlike Linstor DRBD which offers near-zero RPO, ZFS replication every 10 minutes means that in case of master node failure, **changes from the last 10 minutes** could be lost.
For cold data (media, files), this is acceptable. For critical data requiring RPO ~0, Linstor DRBD remains the appropriate solution.
### ~60 Second Downtime During Failover
Automatic LXC failover takes approximately **60 seconds**. During this time, the NFS server is inaccessible.
NFS clients will see their I/O operations blocked, then automatically resume once the server is available again (thanks to NFS retry mechanisms).
### Unidirectional Replication
At any time T, replication always occurs **from master to standby**. There is no simultaneous bidirectional replication.
If modifications are made on the standby (which shouldn't happen in normal use), they will be **overwritten** during the next replication.
### Network Dependency
Replication requires network connectivity between nodes. In case of network partition (split-brain), each node could believe itself to be master.
The script implements checks to minimize this risk, but in a prolonged split-brain scenario, manual intervention may be necessary.
## Conclusion
The **hybrid storage** architecture combining Linstor DRBD and replicated ZFS offers the best of both worlds:
- **Linstor DRBD** for VM/LXC: synchronous replication, live migration, RPO ~0
- **Replicated ZFS** for cold data: large capacity, excellent integrity, minimal overhead
The highly available NFS server, with its **rootfs on DRBD** and **automatic ZFS replication**, ensures:
- Failover time of **~60 seconds** in case of failure
- Automatic adaptation to Proxmox HA failover
- **Maximum data loss of 10 minutes** (RPO)
- No manual intervention required
This solution is **perfectly suited** for a homelab requiring high availability for a cold data NFS server, while preserving resources (CPU, RAM, network) for critical services.
## Resources
- [zfs-sync-nfs-ha Script](https://forgejo.tellserv.fr/Tellsanguis/zfs-sync-nfs-ha)
- [Sanoid Documentation](https://github.com/jimsalterjrs/sanoid)
- [Article: Distributed Storage Proxmox](/blog/stockage-distribue-proxmox-ha)
- [Proxmox HA Manager](https://pve.proxmox.com/wiki/High_Availability)

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