概要

この記事の目的は、StorSimple ストレージ管理の電気機器で採用される、簡単な方法で、RAID 構成について説明します。 このRAID 構成を理解するには、OS がディスク領域を表示する方法に関する知識と同様に、RAID の概念を把握する必要があります。 この記事に含まれる情報は、すべての 5000 および 7000 系列モデルに適用されます。

RAID とは何ですか?

RAID は、独立ディスクの冗長配列を表します。 RAID は、以前のストレージ ソリューションよりも優れたパフォーマンス、追加の記憶容量、信頼性の向上を実現する方法で、複数のディスクに情報を保存する手法です。 具体的には、ディスク障害が発生した場合にデータを復元するために、冗長データの 1 つ以上のコピーがRAID に保持されます。

RAID の概念

このセクションでは、この記事のコンテキストで使用される、RAID に関連する用語について説明します。

  • ミラーリング - 2 つ以上のディスクへのデータの同時書き込みを指します。 1 つのディスクが完全に失敗した場合でも、ミラーはデータを保持します。 ミラーリングは、RAID 1 レベルとして分類されます。

  • ストリリング/ストライプ サイズ/チャンク サイズ - データをチャンクに分割し、連続して複数のディスクにチャンクを書き込むことを意味します。 チャンクは、デバイスに書き込まれるデータの "アトミック" な量です。 1 つの RAID に 4K チャンクと 2 つのディスクがある場合、チャンク 0 と 2 が最初のディスクに書き込まれます。チャンク 1 とチャンク 3 は 2 番目のディスクに書き込まれます。 チャンクが大きい場合、大きなファイルのオーバーヘッドは低くなりますが、小さいファイルの場合はチャンクのサイズが小さい方がメリットがあります。 チャンク サイズまたはストライプ サイズはキロバイト単位で指定されます。 StorSimple は、現在のソフトウェア バージョンで 4 MB のチャンク サイズを使用します。 ストライプによって消費される領域の量は、各物理ディスク上で同じです。 ただし、ストリッパーを使用すると、データを複数のディスクから同時に削除することで、パフォーマンスが向上します。 ストリリングは、RAID 0 レベルと見なされます。

  • レベル - 0 から 9 の番号が付いた、0 から 9 の異なる記憶方法。 上記の 2 つ以上の記憶方法を組み合わせることにより、2 桁の RAID レベルを取得できます。 例としては、RAID 10、RAID 50 などがあります。各 RAN レベルには、利点と欠点のセットがあります。

StorSimple のRAID セットアップ

ここでは、StorSimple に固有のさまざまなRAID 関連パラメーターについて説明します。 特に、RAID レベル、レイアウト、タイプ、ホット 予備、および StorSimple の機器モデルに適用される方法について説明します。

RAID レベル

さまざまな StorSimple の機器モデルには、HDD と SSD が混在しています。 HDD と SSD の両方が、保護されたRAID 10です。 RAID 10 またはRAID 1+0 配列は、RAID 1 レベルとRAID 0 レベルを組み合わせて得られる 2 桁のRAID レベルです。 次のセクションでは、RAID 0、RAID 1、およびRAID 10 レベルについて説明します。

RAID 0

データの冗長性は提供されないので、RAID 0 は技術的にはRAIDではありません。 ドライブが失敗すると、すべてのデータが破損します。 ただし、次に示すように、RAID 0 はパフォーマンス向上のためにストリッパーを実装します。

代替テキスト

ストリリングは、データのチャンクを受け取り、複数のディスクに分散します。 1 つのディスクに書き込まれるのと同じデータに対して、図に示すディスクにデータを特定の時間枠で書き込む回数が 3 倍と、パフォーマンスが向上します。 全体的なストレージ容量は同じままです。

RAID 1

図に示すように、データのミラーを作成して、データの冗長性を確保します。

代替テキスト

ディスク障害が発生した場合でも、障害が発生したディスクには、障害が発生したディスクに存在していたデータの完全なコピーが残っています。 ただし、この実装では、ディスクを個別に使用する場合に比して、全体的な記憶域容量を半分に削減します。 パフォーマンスに改善はありません。

[RAID 10] または [RAID 1+0]

RAID 10 では、データは 2 つのディスクにミラー化され、複数のディスクにまたがって削除されます。 RAID 10 は、パフォーマンスの低下を最小限に抑え、ディスク障害が発生した場合に備え、完全なデータの冗長性、読み取り/書き込みの高速化、高速な再構築を実現します。 ただし、実際の容量は、全体的な記憶域容量の半分に削減され、コストが増加します。 また、同一のディスクを使用する方が推奨されます。

[RAID レイアウト]

RAID 10 は、複数の手法で実装できます。StorSimple では、同じレベルの冗長性とパフォーマンスを保証する、わずかに異なる方法を実装しています。これは、"近" レイアウトと呼ばれるRAID 10 と呼ばれるレイアウトです。 この実装では、データのブロックのコピーは互いに近い位置に位置しています。つまり、異なるディスク上の同じアドレスで、または予測可能にオフセットされます。

たとえば、3 (奇数) ドライブと 4 (偶数) ドライブの近くのレイアウトは次のようになります。

3 ドライブ (奇数) 4 ドライブ (偶数)
---------- --------------
A1 A1 A2 A1 A2
A2 A2 A2 A3 A3 A3 A3 A4
A4 A4 A5 A5 A5 A6 A6 A6 A6 A6
A7 A8 A8
..  ..  ..               ..  ..  ..  ..

3 と 4 のドライブの例は、さまざまな StorSimple のモデルにマッピングできます。 奇数ディスクの実装ではディスク障害に対してしかサポートできませんが、偶数のディスクを含むRAID 10 では、ミラー化された各セットの 1 つのディスクが機能している限り、配列は理論上は機能します。 ただし、ストレージの高可用性を維持するために、StorSimple は複数のディスク (HDD または SSD) を削除しない方法をお勧めします。

Hot Spare for RAID

RAID は、データに損害を与えることなく、各RAID セットから 1 つのディスクの障害を処理できます。 ただし、障害が発生したディスクが置き換えされない場合、このセット内の単一の作業用ハード ディスクは、配列全体で単一障害点になります。 その 1 つのディスクに障害が発生すると、配列全体に格納されているデータはすべて失われます。

StorSimple では、ヘッド ユニット (すべてのモデル) に一致する "ホット 予備" HDD と EBOD 囲い用の 1 つの HDD (7520 の場合) を提供することで、この問題に対応します。  ホット スワップは、RAID 配列内の冗長ディスクに障害が発生した場合にアクティブ化されます。  アクティブ化された "ホット 予備" がデータ ドライブになり、交換用ドライブが新しい 「ホット 予備」になります。

"ホット 予備" を使用すると、再構築プロセスを非常に迅速に行う可能性があります。  これにより、平均回復時間 (MTTR) が減り、2 つ目のディスク障害が発生する確率と、1 つの冗長なRAID で発生する結果として生じるデータ損失が減らされます。

RAID ディスクの選択

RAID のパフォーマンスと容量は、配列で使用されるディスクに大きく依存します。  一般に、ディスクの容量とパフォーマンス のレベルが似たものに推奨されます。

StorSimple のモデル 7520 を検討してください。 このモデルには、ヘッドユニットと EBOD 囲い囲みがあります。  ヘッドユニットには、7 つの HDD と 5 つの SSD が含まれている。  すべての HDD は 3 TB の容量を持ち、一致する種類 (ブランドとモデル) です。  一方、SSD は 400 GB の容量を持ち、同様に一致します。

7520 には、それぞれ 3 TB のストレージ容量を持つ 12 個の追加の一致した HDD を備えた EBOD 囲い文字もあります。

StorSimple の電気機器用のRAID レイアウト

StorSimple 7520 の電気機器のRAID レイアウトについて説明します。 このモデルは奇数構成と偶数構成の両方をカバーします。

ヘッドユニットの場合、6 (7 台中) の HDD に対してRAID 10 構成が実装され、7 番目の構成は 「ホット 予備」として機能します。  5 つの SSD の場合は、RAID 10 構成が採用されます。 EBOD 囲い文字の場合、11 個の HDD (12 個中) には[RAID 10] レイアウトが設定されます。12 番目は "ホット 予備" として機能します。  オペレーティング モードの場合、アクティブ化時にディスク障害が発生するまで、"ホット 予備" は使用されません。

次の図に示すように、レイアウトの詳細を示します。

代替テキスト

StorSimple の [RAID の状態]

このセクションでは、Web UI を介して監視できる、RAID に関連付けられているさまざまなコンポーネントについて説明します。

Web UI の [RAID の状態]

Web UI を使用して StorSimple の機器にアクセスする場合、[Manage] ドロワーの下にある [ハードウェア] ページには、RAID に関連付けられているすべての要素の状態が表示されます。  次の要素は、RAID の状態に関連しています。

RAID コンポーネント

すべてのモデルのヘッドユニットの場合、次に示すように、RAID 要素は '共有コンポーネント' の下に置きます。

代替テキスト

上のスクリーンショットでは、ローカル ストレージ (HDD) には、ヘッドユニットに存在する HDD から作成された論理記憶域プールの状態が表示されています。  一方、ローカル ストレージ (SSD) には、ヘッドユニットに存在する SSD から作成された論理記憶域プールの状態が表示されます。

EBOD 囲い文字 (7520 を使用している場合) の場合、次に示すように [EBOD 囲い囲い共有コンポーネント] の下に[EBOD 囲い囲い]ステータスを表示できます。

代替テキスト

[RAID コンポーネントの状態]

Web UI のRAID 要素には、状態が "正常" (緑色)、[回復中] (黄色)、[低下] (黄色)、または [失敗] (赤色) である可能性があります。

  • 失敗 - この状態は、RAID 内の複数のディスクが失敗したことを意味します。

  • 低下 - これは、RAID 内の 1 つのディスクが失敗した場合の状態を示します。

  • 回復中 - この状態は、RAID が '回復' モードまたは '再同期' モードの場合に表示されます。

"回復" モードは、システム/配列のクリーンアップされていないシャットダウンの後の状態を参照します。 その後、配列全体が書き換え、すべての冗長データが正しいようにします。

'再同期' は、同期されていないシステムでディスクが失敗した場合のシナリオを示します。 ホット 予備のライセンスが有効になり、他のドライブのデータがホット 予備に書き込まれるようにして同期します。

システムがクリーンアップされていないシャットダウンとドライブの交換が発生した場合、"回復" の後に "再同期" が発生する可能性があります。 上記の各ケースで、Web UI は'回復' として、RAID ステータスを報告します。

上記の各ケースの再構築の期間は数時間続く可能性があります。これは、お使いのお客様の機器モデルの機能であり、システムの全体的な負荷です。  回復/再同期プロセスは、ホスト I/O アクティビティおよび負荷の高いリソース (CPU、メモリ、ディスク) の使用率と競合している場合、低速になる可能性があります。

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