我正在考虑 FreeNAS；并且想事先确认我对其中存储能做什么/不能做什么的理解是否正确。
初始构建：1 个存储池，其中 2 个 6TB 驱动器互相镜像；总有效容量为 6TB（忽略四舍五入和间接费用）。
第一次扩展（2.5 - 3 年后）：向服务器添加 2 个 12TB 驱动器。将它们配置为第二个镜像对，并将它们添加到现有存储池；将我的可用存储空间增加到 18TB。
第二阶段扩展 1（5.5 - 7.5 年后）：向服务器添加 2 个 24TB 驱动器。将它们配置为镜像对，并将它们添加到现有存储池；将我的可用存储空间增加到 42TB。
第二次扩展阶段 2（紧接着阶段 1）：将所有数据从 6TB 驱动器中重新平衡，将其从池中移除，然后从服务器中物理移除。剩余可用存储 36TB。
我的想法是：
每隔不到 3 年，所需存储容量就会翻一番，这是我从 2008 年到现在使用 WHS 服务器的经验的延续。
在添加 24 TB 硬盘后，6 TB 硬盘仅能提供总存储量的一小部分（1/7），而且它们已经老化到足以让我担心可靠性问题（浴缸曲线的错误一侧）。如果它们能继续使用，按照我的增长速度，我购买 48TB 硬盘的时间也只会延长半年多一点；所以它们真的不会给我太多时间。
将驱动器数量限制在 4 个以内，这样我就可以为我的 nas 使用紧凑型 mini-ITX 外形尺寸。超过这个数量意味着需要更大、更昂贵的设置。（2 个驱动器放在开放式机箱顶部，电线蜿蜒而出，在过渡期一两天内是可以接受的；但不能长期使用。）
我还假设，对于更大容量的硬盘，其可用性将一如既往，就像我之前大约 3 年的升级一样：1.5-3TB（2012 年）和 3-6TB（现在/不久的将来）。而且，无论新硬盘如何推出，其可靠性都将足够高，可供使用（即永远不会发生 raid 灾难）。
答案1
首先：我不会猜测未来 6 至 7 年的发展。这是关于今天，以及最近的未来。对于总结，请参阅本答案的底部。
目前，ZFS 不允许您从池中删除 vdev。它也没有任何本机“重新平衡”功能（搜索块指针重写，bp 重写或者bpo 重写了解更多信息）。做允许您降低镜像（但不是 raidzN）vdev 的冗余级别，但这不是您想要的。（在 ZFS 中，当您什么都不说时，条带化就是您所得到的。）
基本上，池可以被认为是由一个或多个存储设备组成的条带集，只有后者（vdev）可以按冗余配置排列。您可以将每个 vdev 配置为任意高级别的冗余，但每一个池中的虚拟设备必须保持在其冗余阈值以上，才能使池完全正常运行。如果虚拟设备发生故障，最好您只会丢失存储在该 vdev 上的数据，并且没有办法主动控制哪些数据存储在哪些 vdev 上（除了将它们放在单独的池中，但这还有其他缺点）。
当您拥有“镜像”池（如第一次扩展后描述的池）时，您实际上拥有的是两个 vdev，每个 vdev 都由一对镜像的物理存储设备组成，其中两个 vdev 被条带化以形成池。双 vdev、两个驱动器每个镜像池可能会因一个驱动器故障而瘫痪，并且一镜像集中的另一个驱动器发生不幸的错误，即使另一个镜像集运行正常。在发生此类故障的情况下，无论发生什么情况，您都会丢失一些数据。
提高 ZFS 池容量的正常方法是更换驱动器对于较大的池，允许池重新同步到新驱动器，然后物理移除不再使用的旧驱动器。通常，人们希望zpool replace同时连接旧驱动器和新驱动器，以在整个过程中保持所需的冗余级别。正常的替代方法是添加具有与池中现有 vdev 相同冗余级别的 vdev。再次注意，由于 ZFS 不支持移除条带集的一部分，并且池严格由条带 vdev 组成，因此一旦添加了 vdev，就无法移除它。许多 ZFS 新手都会陷入这个陷阱，如果您不注意使用的确切命令，很容易搞砸。
由于 ZFS 重新同步器的工作原理，重新同步对于所涉及的驱动器来说非常痛苦。虽然传统的 RAID 重新同步器通常主要是顺序的，其中穿插着少量来自用户活动的随机 I/O，但 ZFS 重新同步器几乎完全是随机 I/O，其中穿插着来自用户活动的随机 I/O。镜像集在其整个生命周期中都经历了大致相同的活动；如果一个驱动器处于边缘状态，甚至已经损坏，则另一个驱动器也很可能处于边缘状态。让它连续几天经历重新同步的折磨很容易让它崩溃。（根据个人经验，我估计，要重新同步 6 TB 的数据，您需要大约一周的重新同步过程。即使您转动所有旋钮最多 11基于纯顺序吞吐量（考虑到 ZFS 的磁盘格式和重新同步策略，这是完全不现实的），你正在查看至少大约 17 小时的硬盘极度恐怖。我最好的猜测是，没有办法将 6 TB 的重新镀银时间减少到两倍以下，或者一天半的硬盘彻底滥用时间。）
我还对 2x24TB 甚至 2x12TB 镜像配置抱有非常严重的怀疑，假设这样的驱动器实现；我们目前的驱动器大小已经有点超出物理界限了（没有双关语的意思）。假设驱动器的可靠性，就联合研究机构，与今天的情况类似（每读取一位会出现 10^-14 到 10^-15 个扇区错误，制造商数据表中一直徘徊在这个数字上），从统计上讲，你无法在不遇到至少一个错误的情况下完全读取 12TB 驱动器（12TB 大约为 9×10^13 位，四舍五入为 10^14）。当你将其推向 24TB 驱动器时，从统计上讲，你将达到至少一次完整的读取过程中会出现一到两个全扇区错误（因为您读取的是大约 2*10^14 位）。即使您使用 10^-15 URE 驱动器，也不会给您带来太多好处（您将看到五次读取过程，而不是半次读取过程）。当然，这是统计数据和规范；在实践中，读取错误往往会聚集在一起，驱动器可能会在多次完整读取中提供无故障服务，但在某个时候，它会开始到处抛出错误。
鉴于大多数非服务器硬盘的保修期仅为 1-3 年，我不会指望任何硬盘能继续使用更长时间，而您的计划要求它们至少能使用六年，然后才会被替换。即使是服务器硬盘，通常也只保修五年，尽管通常可以全天候运行五年。我个人的经验是，高端消费级硬盘（如 Seagate 的 Constellation ES 系列）可以提供几乎这种级别的服务，然后才会报废并进入数据天堂。（个人轶事：我使用了 1 TB Constellation ES.2 大约 4 年 9-10 个月后，它开始出现问题，尽管我从未用到它出故障。）
总体而言，许多运行 ZFS 的人在旋转器大小达到 3-4 TB 时会采用双冗余，对于更重要的数据，旋转器大小会更小。这样做有充分的理由：存储设备发生故障并且它发生频率惊人。就 ZFS 而言，如果您想要的不仅仅是将仍可从磁盘读取的原始数据恢复给您，那么您还需要更昂贵的数据恢复服务，而且我不知道有任何数据恢复软件可以远程处理 ZFS 池。如果 ZFS 无法导入您的池，最实际的答案通常是将您未备份的任何数据视为丢失别处。
回答标题问题，以及 TL;DR
FreeNAS/ZFS 是否允许我以这种方式管理我的存储？
从严格的技术意义上讲，是的，应该如此。然而，我真的完全不会推荐它。你对硬件的操作极限要求过高让我感到满意，更不用说认可它了。（请注意，无论您询问的是哪种文件系统，这个答案几乎都完全相同。）