StorSimple: RAID Implementation for StorSimple Appliance

Επισκόπηση

Σκοπός αυτού του άρθρου είναι να επεξηγηθεί με λίγα λόγια η διαμόρφωση RAID που χρησιμοποιείται από τη συσκευή StorSimple Storage Management. Η κατανόηση αυτής της ρύθμισης παραμέτρων RAID απαιτεί να κατανοήσετε τις έννοιες του RAID καθώς και να εξοικειωθείτε με τον τρόπο με τον οποίο το λειτουργικό σύστημα βλέπει το χώρο στο δίσκο. Οι πληροφορίες που περιέχονται σε αυτό το άρθρο ισχύουν για όλα τα μοντέλα σειράς 5000 και 7000.

Τι είναι η RAID;

Το όρισμα RAID σημαίνει Περιττός πίνακας ανεξάρτητων δίσκων. Η επιδρομή RAID είναι μια μεθοδολογία αποθήκευσης πληροφοριών σε πολλούς δίσκους με τρόπο που προσφέρει ανώτερη απόδοση, πρόσθετη χωρητικότητα αποθήκευσης και βελτιωμένη αξιοπιστία σε επίπεδο παλαιότερων λύσεων αποθήκευσης. Συγκεκριμένα, ένα ή περισσότερα αντίγραφα περιττών δεδομένων διατηρούνται σε μια ΕΠΙΔΡΟΜΗ, έτσι ώστε να είναι δυνατός η επαναφορά των δεδομένων σε περίπτωση αστοχίας του δίσκου.

Έννοιες RAID

Αυτή η ενότητα εξηγεί τους όρους που σχετίζονται με τη raid που χρησιμοποιείται στο περιβάλλον αυτού του άρθρου.

• Κατοπτρισμός - αφορά τη σύνταξη των δεδομένων σε δύο ή περισσότερους δίσκους ταυτόχρονα. Ακόμη και εάν ένας δίσκος αποτύχει τελείως, ο κατοπτρισμός διατηρεί τα δεδομένα. Ο κατοπτρισμός ταξινομείται ως επίπεδο RAID 1.

• Μέγεθος λωρίδας/λωρίδας/Μέγεθος μπλοκ - υποδηλώνει ότι πρέπει να χωρίσετε τα δεδομένα σε μπλοκ και να γράφετε τα μπλοκ σε πολλούς δίσκους διαδοχικά. Ένα μπλοκ είναι μια "ατομική" μάζα δεδομένων που είναι γραμμένη στις συσκευές. Εάν έχουμε 4K μπλοκ και δύο δίσκους σε μια ΕΠΙΔΡΟΜΗ, τα μπλοκ 0 και 2 έχουν συνταχθεί στον πρώτο δίσκο και τα μπλοκ 1 και 3 έχουν συνταχθεί στο δεύτερο δίσκο. Η επιβάρυνση για τα μεγάλα αρχεία είναι χαμηλότερη εάν τα μπλοκ είναι μεγάλα, αλλά τα μικρά αρχεία επωφελούνται από μικρότερα μπλοκ. Το μέγεθος του μπλοκ ή το μέγεθος της λωρίδας καθορίζεται σε kilobyte. Η StorSimple χρησιμοποιεί μέγεθος μπλοκ 4 MB στην τρέχουσα έκδοση λογισμικού. Η ποσότητα του χώρου που χρησιμοποιείται από μια λωρίδα είναι η ίδια σε κάθε φυσικό δίσκο. Η λωρίδα, ωστόσο, βελτιώνει τις επιδόσεις με την ταυτόχρονη λήψη των δεδομένων από περισσότερους από έναν δίσκους. Η λωρίδα θεωρείται επίπεδο RAID 0.

• Επίπεδα - διακριτές μέθοδοι αποθήκευσης που μπορούν να χρησιμοποιηθούν από μια RAID και αριθμούν από 0 έως 9. Μπορείτε να προμηθευτηθούν δύο ψηφία επιπέδου RAID συνδυάζοντας δύο ή περισσότερες από τις παραπάνω μεθόδους αποθήκευσης. Μερικά παραδείγματα είναι η ΕΠΙΔΡΟΜΗ 10, η ΕΠΙΔΡΟΜΗ 50 κ.λπ. Κάθε επίπεδο RAN έχει το σύνολο των πλεονεκτημάτων και των μειονεκτήματων του.

StorSimple RAID Setup

Αυτή η ενότητα εξηγεί τις διάφορες παραμέτρους που σχετίζονται με το RAID ειδικά για το StorSimple. Πιο συγκεκριμένα, περιγράφει το επίπεδο RAID, τη διάταξη, τον τύπο, τα ανταλλακτικά εν ώρα λειτουργίας και τον τρόπο με τον οποίο αυτά ισχύουν για ένα μοντέλο συσκευής storSimple.

ΕΠΊΠΕΔΟ ΕΠΙΔΡΟΜΩΝ

Τα διάφορα μοντέλα συσκευών StorSimple περιέχουν ένα συνδυασμό από HDDs και SSDs. Τόσο οι hdds όσο και οι SSDs προστατεύονται με RAID 10. Ο πίνακας RAID 10 ή RAID 1+0 είναι ένα δισψήφιο επίπεδο RAID που λαμβάνεται με το συνδυασμό των επιπέδων RAID 1 και RAID 0. Τα επίπεδα RAID 0, RAID 1 και RAID 10 συζητούνται στην επόμενη ενότητα.

ΕΠΙΔΡΟΜΗ 0

Η επιδρομή RAID 0 δεν είναι τεχνικά μια RAID, καθώς δεν παρέχει πλεονασμό δεδομένων. Εάν μια μονάδα δίσκου αποτύχει, όλα τα δεδομένα είναι κατεστραμμένα. Ωστόσο, το RAID 0 εφαρμόζει τη λωρίδα για βελτιωμένη απόδοση, όπως φαίνεται παρακάτω.

Η λωρίδα λαμβάνει ένα μπλοκ δεδομένων και το απλώνει σε πολλούς δίσκους. Η απόδοση βελτιώνεται καθώς τρεις φορές τα δεδομένα μπορούν να γραφτούν σε ένα δεδομένο χρονικό διάστημα στους δίσκους που εμφανίζονται στην εικόνα σε σχέση με τα ίδια δεδομένα που έχουν γραφτεί σε έναν δίσκο. Η συνολική χωρητικότητα αποθήκευσης παραμένει ίδια.

ΕΠΙΔΡΟΜΗ 1

Το επίπεδο 1 RAID εξασφαλίζει τον πλεονασμό δεδομένων δημιουργώντας έναν αντικατοπτρισμού των δεδομένων, όπως φαίνεται στην εικόνα.

Σε περίπτωση αποτυχίας του δίσκου, ο δίσκος εκκίνησης θα εξακολουθεί να έχει ένα πλήρες αντίγραφο των δεδομένων που υπήρχαν στο δίσκο που απέτυχε. Ωστόσο, αυτή η υλοποίηση μειώνει τη συνολική χωρητικότητα αποθήκευσης στη μέση σε σχέση με το πότε χρησιμοποιούνται ανεξάρτητα οι δίσκοι. Δεν υπάρχει βελτίωση της απόδοσης.

ΕΠΙΔΡΟΜΗ 10 Ή ΕΠΙΔΡΟΜΗ 1+0

Στη RAID 10, τα δεδομένα αντικατοπτρίζονται σε δύο δίσκους και, στη συνέχεια, είναι σε πολλούς δίσκους. Το RAID 10 προσφέρει πλήρη πλεονασμό δεδομένων, ταχύτερη ανάγνωση και εγγραφή και ταχύτερη αναδόμηση σε περίπτωση αστοχίας δίσκου με ελάχιστη υποβάθμιση επιδόσεων. Ωστόσο, η πραγματική δυναμικότητα της RAID μειώνεται στο μισό της συνολικής χωρητικότητας αποθήκευσης, κάτι που οδηγεί στην αύξηση του κόστους. Επιπλέον, συνιστάται να χρησιμοποιείτε πανομοιότυπους δίσκους.

Διάταξη RAID

Το RAID 10 μπορεί να εφαρμοστεί με πολλές τεχνικές. Η StorSimple έχει εφαρμόσει μια ελαφρώς διαφορετική προσέγγιση που εγγυάται το ίδιο επίπεδο επαναφαρμογής και τις επιδόσεις που ονομάζονται "RAID 10 "near" διάταξη. Σε αυτή την υλοποίηση, τα αντίγραφα ενός μπλοκ δεδομένων βρίσκονται το ένα κοντά στο άλλο, π.χ. στην ίδια διεύθυνση σε διαφορετικούς δίσκους ή σε προβλέψιμη μετατόπιση.

Για παράδειγμα, μια κοντινή διάταξη στις μονάδες δίσκου 3 (μονός αριθμός) και 4 (ζυγός αριθμός) θα μοιάζει κάπως έτσι:

3 μονάδες δίσκου (μονές) 4 μονάδες δίσκου (ζυγές)
---------- --------------
A1 A1 A2 A1
A2 A2 A2 A3 A3 A3 A4 A4
A4 A5 A5 A6 A6
A6 A6 A6 A7 A7 A8 A8
..  ..  ..               ..  ..  ..  ..

Τα παραδείγματα 3 και 4 μονάδας δίσκου μπορούν να αντιστοιχιστούν στα διάφορα μοντέλα συσκευών StorSimple. Η υλοποίηση του μονού δίσκου μπορεί να υποστηρίξει μόνο αστοχία δίσκου, ενώ στο RAID 10 με ζυγό αριθμό δίσκων, λειτουργεί σωστά ο πίνακας, με την προϋϋπooία ότι λειτουργεί ένας δίσκος από κάθε κατοπτρισμένο σύνολο. Ωστόσο, η StorSimple συνιστά να μην καταργείτε περισσότερους από έναν δίσκους (ΑΠΟΘΕΤΙΚΟ Ή SSD) για να διατηρήσετε υψηλή διαθεσιμότητα της συσκευής.

Ανταλλακτικό hot για RAID

Η επιδρομή RAID μπορεί να χειριστεί την αποτυχία 1 δίσκου από κάθε σύνολο RAID χωρίς να καταστρέψει τα δεδομένα. Ωστόσο, εάν δεν αντικατασταθεί ο δίσκος που απέτυχε, ο μεμονωμένος σκληρός δίσκος εργασίας σε αυτό το σύνολο θα μετατραπεί σε ένα μοναδικό σημείο αποτυχίας για ολόκληρο τον πίνακα. Εάν ο μεμονωμένος δίσκος αποτύχει, όλα τα δεδομένα που είναι αποθηκευμένα σε ολόκληρο τον πίνακα χάνονται.

Η StorSimple αναφέρεται σε αυτό παρέχοντας ένα ταιρισμένο "ανυψωμένο" ΚΙΝΗΣΗ για την μονάδα κεφαλής (για όλα τα μοντέλα), καθώς και μία ΟΕΟ για την απόθεση EBOD (στην περίπτωση του 7520).  Το ανταλλακτικό θερμού συστήματος ενεργοποιείται όταν κάποιος από τους περιττούς δίσκους στον πίνακα RAID αποτύχει.  Το "ανταλλακτικό με κίνηση εν λειτουργία" όταν ενεργοποιηθεί μετατρέπεται σε μονάδα δίσκου δεδομένων και η μονάδα δίσκου αντικατάστασης γίνεται το νέο "ανταλλακτικό με κίνηση".

Με ένα "μεγάλο πρόβλημα", η διαδικασία αναδόμησης μπορεί να είναι πολύ γρήγορη.  Με αυτόν τον τρόπο, μειώνεται ο μέσης χρόνος αποκατάστασης (MTTR), μειώνοντας έτσι την πιθανότητα αστοχίας ενός δεύτερου δίσκου και την προκύπτουσα απώλεια δεδομένων που θα προκύψει σε οποιαδήποτε singly περιττή ΕΠΙΔΡΟΜΗ.

Επιλογή δίσκου RAID

Οι επιδόσεις και η δυναμικότητα μιας επιδρομής RAID εξαρτώνται σε μεγάλο βαθμό από τους δίσκους που χρησιμοποιούνται στον πίνακα.  Γενικά, συνιστάται οι δίσκοι να έχουν παρόμοια επίπεδα δυναμικότητας και επιδόσεων.

Εξετάστε το StorSimple Συσκευής Model 7520. Αυτό το μοντέλο διαθέτει μονάδα κεφαλής και ενσωματώστε EBOD.  Η μονάδα κεφαλής περιλαμβάνει 7 HDDs και 5 CD.  Όλες οι hdds έχουν χωρητικότητα 3TB και είναι αντιστοιχισμένου τύπου (εμπορική επωνυμία και μοντέλο).  Τα SSDs, από την άλλη πλευρά, έχουν χωρητικότητα 400 GB και αντιστοιχούν επίσης.

Ο χώρος αποθήκευσης 7520 διαθέτει επίσης ενσωματώσει EBOD με 12 επιπλέον αντιστοιχισμένο δίσκους HD που έχουν χωρητικότητα αποθήκευσης 3TB η καθεμία.

Διάταξη RAID για συσκευή StorSimple

Θα εξηγήσουμε τη διάταξη RAID για τη συσκευή StorSimple 7520. Αυτό το μοντέλο καλύπτει τόσο τις μονές όσο και τις ζυγές ρυθμίσεις παραμέτρων.

Για την μονάδα κεφαλής, εφαρμόζεται ρύθμιση παραμέτρων RAID 10 για 6 (από 7) HDDs και η 7η λειτουργεί ως "μην το άζετε".  Για τα 5 SSDs, χρησιμοποιείται μια διαμόρφωση RAID 10. Για την ενσωματώσετε EBOD, οι 11 HDDs (από 12) διαθέτουν διάταξη RAID 10, ενώ η 12η λειτουργία λειτουργεί ως "ανταλλακτικό υψηλής ευκρίνειας".  Σε κάθε περίπτωση στη λειτουργία λειτουργίας, το "φίλτρο γρήγορης εκκαθάρισης" παραμένει αχρησιμοποίητο μέχρι να υπάρξει αστοχία δίσκου κατά την ενεργοποίησή του.

Οι λεπτομέρειες της διάταξης εμφανίζονται στο παρακάτω διάγραμμα.

StorSimple RAID Status

Αυτή η ενότητα εξηγεί τα διάφορα στοιχεία που σχετίζονται με το RAID, τα οποία μπορούν να παρακολουθούνται μέσω του περιβάλλοντος εργασίας χρήστη web.

Κατάσταση RAID στο περιβάλλον εργασίας χρήστη Web

Όταν χρησιμοποιείτε το περιβάλλον εργασίας χρήστη Web για να αποκτήσετε πρόσβαση στη συσκευή StorSimple, η σελίδα "Υλικό" κάτω από το συρτάρι "Διαχείριση" θα εμφανίζει την κατάσταση όλων των στοιχείων που σχετίζονται με τη ΣΥΣΚΕΥΉ RAID.  Τα παρακάτω στοιχεία σχετίζονται με την κατάσταση της RAID.

Στοιχεία RAID

Για την μονάδα κεφαλής όλων των μοντέλων, τα στοιχεία RAID βρίσκονται κάτω από τα "Κοινόχρηστα στοιχεία", όπως φαίνεται παρακάτω.

Στο παραπάνω στιγμιότυπο οθόνης, ο τοπικός χώρος αποθήκευσης (HDDs) εμφανίζει την κατάσταση του λογικού χώρου αποθήκευσης που δημιουργήθηκε από τους hdDs που υπάρχουν στην μονάδα κεφαλών.  Ο τοπικός χώρος αποθήκευσης (SSDs) από την άλλη πλευρά, εμφανίζει την κατάσταση του λογικού χώρου συγκέντρωσης χώρου αποθήκευσης που δημιουργήθηκε από τα SSDs που υπάρχουν στην μονάδα κεφαλών.

Για ενσωματώσετε EBOD (κατά τη χρήση του 7520), η κατάσταση RAID μπορεί να προβληθεί στην περιοχή "Κοινόχρηστα στοιχεία ενσωματώσεων EBOD", όπως φαίνεται παρακάτω.

Κατάσταση στοιχείου RAID

Τα στοιχεία RAID στο περιβάλλον εργασίας χρήστη web μπορούν να έχουν κατάσταση "Καλή κατάσταση" (πράσινο), "Ανάκτηση" (κίτρινο), "Υποβαθμισμένο" (κίτρινο) ή "Απέτυχε" (κόκκινο).

• Απέτυχε - Αυτή η κατάσταση υποδηλώνει ότι περισσότεροι από ένας δίσκοι στο RAID έχουν αποτύχει.

• Υποβαθμισμένος - Αυτό αναφέρεται στην κατάσταση όταν ένας δίσκος στη λειτουργία RAID έχει αποτύχει.

• Ανάκτηση - Αυτή η κατάσταση εμφανίζεται όταν η λειτουργία RAID είναι σε λειτουργία "Ανάκτηση" ή "Επανασυγχρονισμός".

Η κατάσταση λειτουργίας "Ανάκτηση" αναφέρεται στην κατάσταση μετά από έναν τερματισμό λειτουργίας του συστήματος/πίνακα. Στη συνέχεια, ολόκληρος ο πίνακας ξαναγράφεται για να εξασφαλιστεί ότι όλα τα πλεονάζοντα δεδομένα είναι σωστά.

Το "Resync" αναφέρεται στο σενάριο όπου ένας δίσκος έχει αποτύχει σε ένα σύστημα συγχρονισμού που διαφορετικά βρίσκεται σε συγχρονισμό. Τώρα έχει ενεργοποιηθεί το ανταλλακτικό εν κινήσει και τα δεδομένα από άλλες μονάδες δίσκου θα έχουν πλέον συνταχθεί για να τα συγχρονιστούν.

Είναι πιθανό να υπάρχει "Αποκατάσταση" ακολουθούμενο από ένα "Resync" όταν υπάρχει μη αυτόματος τερματισμός λειτουργίας και αντικατάσταση της μονάδας δίσκου. Σε κάθε μία από τις παραπάνω περιπτώσεις, το περιβάλλον εργασίας χρήστη web θα αναφέρει την κατάσταση RAID ως "Ανάκτηση".

Η αναδημιουργία της διάρκειας σε κάθε μία από τις παραπάνω περιπτώσεις μπορεί να διαρκέσει αρκετές ώρες και αποτελεί συνάρτηση του μοντέλου της συσκευής και του συνολικού φόρτου στο σύστημα.  Σημειώστε ότι η διαδικασία ανάκτησης/επανασυγχρονισμός μπορεί να επιβραδυνθεί όταν είναι ανταγωνιζόμενη με τη δραστηριότητα κεντρικού υπολογιστή I/O και τη χρήση ισχυρών πόρων (CPU, μνήμη, δίσκος).

Σύνοψη