StorSimple: StorSimple 어플라이언스에 대한 RAID 구현

개요

이 문서의 목적은 간단히 StorSimple Storage 관리 어플라이언스에서 사용 하는 RAID 구성을 설명하는 것입니다. 이 RAID 구성을 이해하려면 OS가 디스크 공간을 어떻게 보게 하는지 잘 알고 있는 RAID 개념을 파악해야 합니다. 이 문서에 포함된 정보는 모든 5000 및 7000 시리즈 모델에 적용할 수 있습니다.

RAID란?

RAID는 독립 디스크의 중복 배열을 나타 내는 것입니다. RAID는 이전 저장소 솔루션보다 뛰어난 성능, 추가 저장소 용량 및 향상된 안정성을 제공하는 방식으로 여러 디스크에 정보를 저장하는 방법입니다. 특히 디스크 오류가 발생하면 데이터를 복원할 수 있도록 중복 데이터의 복사본이 하나 이상 RAID에 유지 관리됩니다.

RAID 개념

이 섹션에서는 이 문서의 컨텍스트에서 사용되는 RAID와 연결된 용어에 대해 설명합니다.

  • 미러링 - 둘 이상의 디스크에 동시에 데이터를 쓰는 경우를 참조합니다. 하나의 디스크가 완전히 실패하는 경우에도 미러는 데이터를 보존합니다. 미러링은 RAID 1 수준으로 분류됩니다.

  • 스트라이프/스트라이프 크기/청크 크기 - 데이터를 청크로 세분화하고 여러 디스크에 연속적으로 청크를 쓰는 것입니다. 청크는 디바이스에 기록되는 데이터의 "원자성" 대량입니다. RAID에 4K 청크와 2개의 디스크가 있는 경우 청크 0과 2는 첫 번째 디스크에 기록하고 청크 1과 3은 두 번째 디스크에 기록됩니다. 청크가 크면 대용량 파일의 오버헤드가 낮지만, 작은 파일은 더 작은 청크의 이점을 제공합니다. 청크 크기 또는 스트라이프 크기는 킬로바이트로 지정됩니다. StorSimple은 현재 소프트웨어 버전에서 4MB의 청크 크기를 사용 합니다. 스트라이프에서 소비하는 공간의 양은 각 물리적 디스크에서 동일합니다. 그러나 스트라이프는 데이터를 두 개 이상의 디스크에서 동시에 해제하여 성능을 향상합니다. 스트라이프는 RAID 0 수준으로 간주됩니다.

  • 수준 - RAID에서 사용할 수 있으며 0에서 9까지 번호가 매기기되는 고유한 저장소 메서드입니다. 위의 저장소 방법 중 두 개 이상을 결합하여 두 자리 RAID 수준을 얻을 수 있습니다. 예를 들어 RAID 10, RAID 50 등이 있습니다. 각 RAN 수준에는 장단점이 있습니다.

StorSimple RAID 설정

이 섹션에서는 StorSimple에 관련된 다양한 RAID 관련 매개 변수에 대해 설명합니다. 특히 RAID 수준, 레이아웃, 유형, 핫 스레어 및 StorSimple 어플라이언스 모델에 적용할 수 있는 방법에 대해 논의합니다.

RAID 수준

다양한 StorSimple 어플라이언스 모델에는 HDD와 HDD가 혼합되어 있습니다. HDD와 HDD는 모두 RAID 10으로 보호됩니다. RAID 10 또는 RAID 1+0 배열은 RAID 1 및 RAID 0 수준을 결합하여 얻은 두 자리 RAID 수준입니다. RAID 0, RAID 1 및 RAID 10 수준은 다음 섹션에서 설명합니다.

RAID 0

RAID 0은 기술적으로 RAID가 아니며 데이터 중복을 제공하지 않습니다. 드라이브가 실패하면 모든 데이터가 손상됩니다. 그러나 RAID 0은 아래와 같이 향상된 성능을 위해 스트라이프를 구현합니다.

대체 텍스트

스트라이프는 데이터의 청크를 사용하여 여러 디스크에 분산합니다. 단일 디스크에 기록되는 동일한 데이터를 상대로 그림에 표시된 디스크에 데이터를 주어진 시간 프레임의 3배로 기록할 수 있는 성능이 향상됩니다. 전체 저장소 용량은 동일하게 유지됩니다.

RAID 1

RAID 수준 1은 그림과 같이 데이터 미러를 만들어 데이터 중복을 보장합니다.

대체 텍스트

디스크 오류가 발생하면 남아 있는 디스크에는 실패한 디스크에 있는 데이터의 전체 복사본이 계속 남아 있습니다. 그러나 이 구현은 디스크가 독립적으로 사용되는 경우를 상대적으로 절반으로 줄입니다. 성능은 향상하지 않습니다.

RAID 10 또는 RAID 1+0

RAID 10에서 데이터는 두 개의 디스크에 미러링된 다음 여러 디스크에 걸쳐 스트라이프됩니다. RAID 10은 성능 저하를 최소화하면서 디스크 오류가 발생할 경우 전체 데이터 중복성, 빠른 읽기 및 쓰기 및 빠른 다시 작성을 제공합니다. 그러나 RAID의 실제 용량은 전체 저장소 용량의 절반으로 감소하여 비용을 증가합니다. 또한 동일한 디스크를 사용하는 것이 좋습니다.

RAID 레이아웃

RAID 10은 여러 기술을 사용하여 구현할 수 있습니다. StorSimple은 RAID 10 '가까운' 레이아웃이라는 동일한 수준의 중복성 및 성능을 보장하는 약간 다른 방법을 구현했습니다. 이 구현에서는 데이터 블록의 복사본이 서로 가까이 있습니다. 즉, 서로 다른 디스크의 동일한 주소 또는 예측 가능한 오프셋에 있습니다.

예를 들어 3개(홀수) 및 4개(경수) 드라이브의 거의 레이아웃은 다음과 같습니다.

3개 드라이브(홀수) 4개
드라이브---------- --------------
A1 A2 A1 A1 A2 A2
A2 A3 A3 A3 A4 A4
A4 A4 A5 A5 A5 A6 A6
A6 A7 A7 A8 A8
..  ..  ..               ..  ..  ..  ..

3 및 4 드라이브 예제를 다양한 StorSimple 어플라이언스 모델에 매핑할 수 있습니다. 홀수 디스크 구현은 디스크 오류에서만 지원할 수 있는 반면, 디스크 수가 10인 RAID 10에서는 이론적으로 각 미러된 집합의 디스크가 하나만 작동하면 배열이 작동합니다. 그러나 StorSimple은 어플라이언스의 고가용성을 유지하기 위해 두 개 이상의 디스크(HDD 또는 SSD)를 제거하지 않는 것이 좋습니다.

RAID에 대한 핫 스레어

RAID는 데이터를 손상하지 않고 각 RAID 집합에서 1개 디스크의 실패를 처리할 수 있습니다. 그러나 실패한 디스크를 교체하지 않는 경우 이 집합의 단일 하드 디스크가 전체 배열에 대한 단일 실패 지점이 됩니다. 단일 디스크가 실패하면 전체 배열에 저장된 모든 데이터가 손실됩니다.

StorSimple은 헤드 단위(모든 모델의 경우)와 EBOD 엔클로저에 대해 하나의 HDD(7520인 경우)에 대해 일치하는 '핫 스페이어' HDD를 제공하여 이 문제를 해결합니다.  RAID 배열의 중복 디스크가 실패하면 핫 스레더가 활성화됩니다.  활성화되면 '핫 스 예비'가 데이터 드라이브가 되고 교체 드라이브가 새로운 '핫 스 예비'가 됩니다.

'핫 스패어'를 사용하여 재구성 프로세스가 매우 빠를 수 있습니다.  이렇게 하면 MTTR(평균 복구 시간)이 줄어듭니다. 따라서 두 번째 디스크 오류가 발생할 확률과 중복 RAID에서 발생하는 결과 데이터 손실이 줄어듭니다.

RAID 디스크 선택

RAID의 성능 및 용량은 배열에 사용되는 디스크에 따라 크게 달라집니다.  일반적으로 디스크의 용량 및 성능 수준이 비슷한 것이 좋습니다.

StorSimple 어플라이언스 모델 7520을 고려합니다. 이 모델에는 헤드 장치와 EBOD 인클로저가 있습니다.  헤드 단위에는 7대의 HDD와 5개 디스크가 포함되어 있습니다.  모든 HDD는 3TB 용량을 가지며 일치하는 유형(브랜드 및 모델)입니다.  반면에 400GB 용량의 SDD도 일치합니다.

또한 7520에는 각각 저장소 용량이 3TB인 12개 추가 일치하는 HDD가 있는 EBOD 인클로저가 있습니다.

StorSimple 어플라이언스에 대한 RAID 레이아웃

StorSimple 7520 어플라이언스에 대한 RAID 레이아웃을 설명할 것입니다. 이 모델은 홀수 구성과 even 구성을 모두 다 덮습니다.

헤드 단위의 경우 RAID 10 구성은 6개(7개 중)의 HDD에 대해 구현되어 7번째는 '핫 스페이어'의 역할을 합니다.  5개 SD의 경우 RAID 10 구성이 사용되었습니다. EBOD 인클로저의 경우 11개 HDD(12개 중 12개 중)에는 RAID 10 레이아웃이 있는 반면 12는 '핫 스페이어'의 역할을 합니다.  작동 모드의 각 경우에서 '핫 스패어'는 활성화될 때 디스크 오류가 발생하기 전까지 사용되지 않습니다.

레이아웃의 세부 정보는 다음 다이어그램에 나와 있습니다.

대체 텍스트

StorSimple RAID 상태

이 섹션에서는 웹 UI를 통해 모니터링할 수 있는 RAID와 연결된 다양한 구성 요소에 대해 설명합니다.

웹 UI의 RAID 상태

웹 UI를 사용하여 StorSimple 어플라이언스에 액세스할 때 '관리' 서랍의 '하드웨어' 페이지에 RAID와 연결된 모든 요소의 상태가 표시됩니다.  다음 요소는 RAID의 상태와 관련이 있습니다.

RAID 구성 요소

모든 모델의 헤드 단위에 대해 RAID 요소는 아래와 같이 '공유 구성 요소' 아래에 있습니다.

대체 텍스트

위의 스크린샷에서 HDD(로컬 저장소)는 헤드 단위에 있는 HDD에서 만든 논리 저장소 풀의 상태를 표시됩니다.  반면에 로컬 저장소(SD)는 헤드 단위에 있는 SD에서 만든 논리 저장소 풀의 상태를 표시됩니다.

EBOD 인클로저(7520을 사용하는 경우)의 경우 아래와 같이 'EBOD 인클로저 공유 구성 요소' 아래에서 RAID 상태를 볼 수 있습니다.

대체 텍스트

RAID 구성 요소 상태

웹 UI의 RAID 요소는 '정상'(녹색), '복구 중'(노란색), 'Degraded'(노란색) 또는 'Failed'(빨간색) 상태가 될 수 있습니다.

  • 실패 – 이 상태는 RAID의 디스크가 두 개 이상 실패했다는 의미입니다.

  • Degraded - RAID의 한 디스크가 실패한 경우 상태를 참조합니다.

  • 복구 - RAID가 '복구' 또는 '다시 사용' 모드일 때 이 상태가 표시됩니다.

'복구' 모드는 시스템/배열을 불분명하게 종료한 후의 상태를 참조합니다. 그런 다음 전체 배열이 다시 작성된 후 모든 중복 데이터가 올바른지 확인합니다.

'Resync'는 동기화되지 않은 시스템에서 디스크가 실패한 시나리오를 참조합니다. 이제 핫 스패어가 활성화되고 다른 드라이브의 데이터가 핫 스레어에 기록되어 동기화된 상태로 가져올 수 있습니다.

시스템에 불확실한 종료가 발생하고 드라이브 교체가 발생하면 '복구'에 이어 'Resync'가 발생할 수 있습니다. 위의 각 경우에서 웹 UI는 RAID 상태를 '복구 중'으로 보고합니다.

위의 각 경우에서 다시 구축 기간은 몇 시간 동안 지속될 수 있으며 어플라이언스 모델의 기능 및 시스템의 전체 부하입니다.  호스트 I/O 작업 및 많은 리소스(CPU, 메모리, 디스크) 사용량과 경쟁할 때 복구/재동기화 프로세스가 느려질 수 있습니다.

요약

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