StorSimple: RAID-implementering for StoreSimple-utstyr

Oversikt

Hensikten med denne artikkelen er å forklare HVORDAN DU BRUKER RAID-konfigurasjonen som brukes av StorSimple Storage Management Appliance, i et nutshell. Å forstå denne RAID-konfigurasjonen krever en forståelse av RAID-konsepter samt at du er kjent med hvordan operativsystemet ser på diskplassen. Informasjonen i denne artikkelen gjelder for alle 5000- og 7000-seriemodellene.

Hva er RAID?

RAID står for redundant matrise av uavhengige disker. RAID er en metode for å lagre informasjon på flere disker på en måte som gir topp ytelse, ekstra lagringskapasitet og forbedret pålitelighet over de eldre lagringsløsningene. Nærmere bestemt beholdes én eller flere kopier av overflødige data i en RAID slik at data kan gjenopprettes i tilfelle diskfeil.

RAID-konsepter

Denne delen forklarer termene knyttet til RAID som brukes i konteksten av denne artikkelen.

• Speiling – refererer til å skrive dataene til to eller flere disker samtidig. Selv om én disk mislykkes fullstendig, bevarer speilet dataene. Speiling klassifiseres som RAID 1-nivå.

• Stripestørrelse/delstørrelse – betyr å dele opp dataene i biter og skrive delene på flere disker i etterfølgende. En del er en atomisk masse med data som er skrevet på enhetene. Hvis vi har 4K-biter og to disker i en RAID, skrives del 0 og 2 på den første disken, og del 1 og 3 skrives til den andre disken. Administrasjonen for store filer er lavere hvis deldelene er store, men små filer drar nytte av mindre biter. Delstørrelse eller stripestørrelse er angitt i kilobyte. StorSimple bruker en delstørrelse på 4 MB i den gjeldende programvareversjonen. Mengden av plass som brukes av en stripe, er den samme på hver fysiske disk. Striping forbedrer imidlertid ytelsen ved å få dataene av mer enn én disk samtidig. Striping regnes som RAID 0-nivå.

• Nivåer – bestemte lagringsmetoder som kan brukes av en RAID og er nummerert fra 0 til 9. Et tosifret RAID-nivå kan oppnås ved å kombinere to eller flere av lagringsmetodene ovenfor. Eksempler på dette er RAID 10, RAID 50 og så videre. Hvert RAN-nivå har sine fordeler og ulemper.

Oppsett av STORESimple RAID

Denne delen forklarer de ulike RAID-relaterte parameterne som er spesifikke for StorSimple. Spesielt når det gjelder RAID-nivået, oppsettet, typen, varm reserveløsning og hvordan disse gjelder for en StorSimple-utstyrsmodell.

RAID-nivå

De ulike modellene for StoreSimple-utstyr inneholder en blanding av HDD-er og SSD-er. Både HDD-er og SSD-er er RAID 10-beskyttet. RAID 10- eller RAID 1+0-matrisen er et tosifret RAID-nivå som oppnås ved å kombinere RAID 1- og RAID 0-nivåene. NIVÅENE RAID 0, RAID 1 og RAID 10 diskuteres i neste avsnitt.

PLYND 0

RAID 0 er ikke teknisk et RAID fordi det ikke gir overflødige data. Hvis en stasjon mislykkes, blir alle dataene skadet. RAID 0 implementerer imidlertid striping for bedre ytelse som vist nedenfor.

Striping tar en del data og sprer den på tvers av flere disker. Ytelsen forbedres som tre ganger dataene kan skrives i en gitt tidsramme til diskene som vises i figuren i forhold til de samme dataene som skrives til én enkelt disk. Den generelle lagringskapasiteten forblir den samme.

RAID 1

RAID-nivå 1 sikrer overflødige data ved å opprette en speiling av data som vist i figuren.

Hvis det oppstår en diskfeil, vil den eksisterende disken fortsatt ha en fullstendig kopi av dataene som fantes på disken som mislyktes. Denne implementeringen kutter imidlertid den totale lagringskapasiteten i to i forhold til når diskene brukes uavhengig av hverandre. Det er ingen forbedring i ytelsen.

RAID 10 eller RAID 1+0

I RAID 10 gjenspeiles dataene på to disker og deretter stripet over flere disker. RAID 10 gir full redundans av data, raskere lesing og skriving og raskere gjenoppbygging i tilfelle diskfeil med minimal ytelsesreduksjon. Den faktiske kapasiteten til RAID reduseres imidlertid til halvparten av den totale lagringskapasiteten, og dermed øke kostnaden. Det anbefales også å bruke identiske disker.

RAID-oppsett

RAID 10 kan implementeres med flere teknikker; StorSimple har implementert en litt annen tilnærming som garanterer samme nivå av redundans og ytelse som kalles RAID 10 'near'-oppsett. I denne implementeringen er kopiene av en blokk med data nær hverandre, det vil si på samme adresse på forskjellige disker eller forutsigbar forskyvning.

Et nær oppsett på 3 (oddetall) og 4 stasjoner (partall) vil for eksempel se slik ut:

Tre stasjoner (odde) 4 stasjoner (partall)
---------- --------------
A1 A1 A2 A1 A1 A2 A2
A2 A3 A3 A3 A3 A4 A4
A4 A4 A5 A5 A5 A6
A6 A5 A6 A6 A7 A7 A8 A8
..  ..  ..               ..  ..  ..  ..

Eksemplene på 3 og 4 stasjoner kan tilordnes de ulike modellene for StoreSimple-utstyr. Diskimplementeringen for oddetallstall kan bare støtte diskfeil, mens i RAID 10 med et partall av disker, vil matrisen (teoretisk) fungere så lenge én disk i hvert speilede sett fungerer. StoreSimple anbefaler imidlertid at du ikke fjerner mer enn én plate (HDD eller SSD) for å beholde høy tilgjengelighet av utstyret.

Hot Spare for RAID

RAID kan håndtere feilen på 1 disk fra hvert RAID-sett uten å skade dataene. Hvis disken med feilen ikke erstattes, blir imidlertid én harddisk som fungerer i dette settet, ett enkelt punkt for feil for hele matrisen. Hvis denne enkeltdisken mislykkes, går alle dataene som er lagret i hele matrisen, tapt.

StorSimple adresserer dette ved å gi en samsvarende «varm reserve» HDD for hodeenheten (for alle modeller) i tillegg til én HDD for EBOD-omsluttelse (i tilfelle 7520).  Den varme reserveløsningen aktiveres når en av de redundante diskene i RAID-matrisen mislykkes.  Varm reserve når den aktiveres, blir datastasjonen, og erstatningsstasjonen blir den nye varm reservedelen.

Med en varm reservedel kan gjenoppbyggingsprosessen gå veldig raskt.  Dette reduserer den gjennomsnittlige tiden det tar å gjenopprette (MTTR), noe som reduserer sannsynligheten for en ekstra diskfeil og det resulterende tap av data som ville oppstå i ethvert overflødige RAID.

PLYND-diskvalg

Ytelsen og kapasiteten til en RAID er svært avhengig av diskene som brukes i matrisen.  Generelt anbefales det at diskene har lignende kapasitets- og ytelsesnivåer.

Vurder storeSimple- utstyrsmodellen 7520. Denne modellen har en hodeenhet og en EBOD-omsluttelse.  Hodeenheten inneholder sju HDD-er og 5 SSD-er.  Alle HDD-ene har 3 TB kapasitet og er av samsvarende type (merke og modell).  SSD-ene på den annen side har også 400 GB kapasitet og samsvarer også.

7520 har også en EBOD-omsluttelse med 12 ekstra samsvarende HDD-er som har en lagringskapasitet på 3 TB hver.

RAID-oppsett for StoreSimple-utstyr

Vi forklarer RAID-oppsettet for StoreSimple 7520-utstyr. Denne modellen dekker både oddetalls- og partallskonfigurasjonene.

For hovedenheten implementeres en RAID 10-konfigurasjon for seks (av 7) HDD-er, og den sjuende fungerer som en varm reserve.  For de fem SSD-ene brukes en RAID 10-konfigurasjon. For EBOD-omsluttelsen har de 11 HDD-ene (av 12) et RAID 10-oppsett, mens den 12. fungerer som en varm reserve.  I hvert tilfelle i operativmodus forblir «varm reserve» ubrukt inntil det oppstår en diskfeil når den aktiveres.

Detaljene for oppsettet er som vist i diagrammet nedenfor.

StorSimple RAID-status

Denne delen forklarer de ulike komponentene som er knyttet til RAID, som kan overvåkes via nettgrensesnittet.

RAID-status i nettgrensesnitt

Når du bruker nettgrensesnittet til å få tilgang til StoreSimple-utstyret, vises statusen for alle elementene som er knyttet til RAID, under Administrer-skuffen.  Følgende elementer er relatert til statusen for RAID.

RAID-komponenter

PLYND-elementene er plassert under Delte komponenter, som vist nedenfor, for hovedenheten i alle modellene.

I skjermbildet ovenfor viser lokal lagring (HDD-er) tilstanden til det logiske lagringsutvalget som er opprettet fra HDD-er som finnes i hodeenheten.  Den lokale lagringsplassen (SSD) på den annen side viser tilstanden til det logiske lagringsutvalget som er opprettet fra SSD-er, som finnes i hodeenheten.

For EBOD-omsluttelsen (ved bruk av 7520) kan DU se RAID-statusen under EBOD-omslutting av delte komponenter, som vist nedenfor.

STATUS for RAID-komponent

RAID-elementene i nettgrensesnittet kan ha statusen Tilstand (grønn), Gjenoppretter (gul), Dårligere (gul) eller Mislyktes (rød).

• Mislyktes – Denne statusen betyr at mer enn én disk i RAID har mislyktes.

• Redusert – Dette refererer til tilstanden når én disk i RAID har mislyktes.

• Gjenopprette – Denne statusen vises når RAID er i gjenopprettingsmodus eller synkroniseringsmodus.

Gjenopprettingsmodusen refererer til tilstanden etter en urent avslutning av systemet/matrisen. Hele matrisen skrives deretter på nytt for å sikre at alle overflødige data er riktige.

Synkroniseringen refererer til scenarioet når en disk har mislyktes i et system for synkronisering i en annen ellers. Varm reservedel er nå aktivert, og data fra andre stasjoner blir nå skrevet til varm reserve for å synkronisere den.

Det er mulig å ha gjenoppretting etterfulgt av en «Resync» når et system har en onanisk avslutning og stasjonserstatning forekommer. I hvert av tilfellene ovenfor vil nettgrensesnittet rapportere RAID-statusen som Gjenoppretter.

Gjenoppbyggingsvarigheten i hvert av de ovennevnte tilfellene kan vare i flere timer, og er en funksjon i utstyrsmodellen og den totale belastningen på systemet.  Vær oppmerksom på at gjenoppretting/synkroniseringsprosessen kan gå tregere når den konkurrerer med verts-I/O-aktivitet og bruk av tung ressurs (CPU, minne, disk).

Sammendrag