StorSimple: RAID Implementation for StorSimple Appliance

Översikt

Syftet med den här artikeln är att i ett korthet förklara RAID-konfigurationen som används av StorSimple Storage Management Appliance. För att förstå den här RAID-konfigurationen måste du förstå OLIKA RAID-begrepp och känner till hur operativsystemet ser diskutrymmet. Informationen i den här artikeln gäller för alla 5000- och 7000-seriemodeller.

Vad är RAID?

RAID står för redundant matris med oberoende diskar. RAID är en metodik för att lagra information på flera diskar på ett sätt som ger högre prestanda, ytterligare lagringskapacitet och bättre tillförlitlighet jämfört med äldre lagringslösningar. Mer specifikt underhålls en eller flera kopior av redundanta data i en RAID så att data kan återställas vid diskfel.

RAID-koncept

I det här avsnittet förklaras villkoren för RAID som används i kontexten för den här artikeln.

• Spegling – refererar till att skriva data på två eller flera diskar samtidigt. Även om en disk misslyckas helt så bevarar speglarna data. Spegling klassificeras som RAID 1-nivå.

• Storlek/storlek på ränder/segmentstorlek – antyder att data bryts upp i delar och att delar skrivs till flera diskar i en följd. Ett segment är en "atomisk" mängd data som skrivs till enheterna. Om vi har 4K-delar och två diskar i en RAID skrivs delar 0 och 2 till den första hårddisken och delar 1 och 3 skrivs till den andra hårddisken. Overhead for large files is lower if chunks are large, but small files benefit from smaller chunks. Segmentstorleken eller storleken på remsan anges i kilobyte. StorSimple använder en segmentstorlek på 4 MB i den aktuella programvaruversionen. Mängden utrymme som förbrukas av en ränder är detsamma på varje fysisk disk. Att ta bort data förbättrar dock prestandan genom att data kan komma från mer än en disk samtidigt. Att ta bort ränder betraktas som RAID 0-nivå.

• Nivåer – distinkta lagringsmetoder som kan användas i en RAID och numreras från 0 till 9. Du kan få en tvåsiffrig RAID-nivå genom att kombinera två eller flera av lagringsmetoderna ovan. Några exempel är RAID 10, RAID 50 osv. Varje RAN-nivå har en uppsättning fördelar och nackdelar.

StorSimple RAID Setup

Det här avsnittet förklarar de olika RAID-relaterade parametrarna som är specifika för StorSimple. I den beskrivs i synnerhet RAID-nivån, layout, typ, snabbdel och hur dessa är tillämpliga för en StorSimple-utrustningsmodell.

RAID Level

De olika StorSimple-utrustningsmodellerna innehåller en blandning av HDD och SSD. Både HDD och SSD är RAID 10-skyddade. RAID 10- eller RAID 1+0-matris är en tvåsiffrig RAID-nivå som erhålls genom att kombinera RAID 1- och RAID 0-nivåer. 10-nivåerna RAID 0, RAID 1 och RAID 10 diskuteras i följande avsnitt.

RAID 0

RAID 0 är inte tekniskt en RAID eftersom den inte ger några dataredundans. Om en enhet misslyckas skadas alla data. RAID 0 implementerar däremot ränder för bättre prestanda enligt nedan.

Remsa tar en del av data och spridas på flera diskar. Prestandan förbättras så som tre gånger som data kan skrivas under en viss tidsperiod till de diskar som visas i bilden i förhållande till samma data som skrivs till en enda disk. Den totala lagringskapaciteten förblir densamma.

RAID 1

RAID-nivå 1 säkerställer dataredundans genom att skapa en spegel av data, som visas på bilden.

I händelse av ett diskfel har den som är kvar en fullständig kopia av de data som fanns på den misslyckade disken. Men den här implementeringen klipper ut den totala lagringskapaciteten i hälften i förhållande till när diskarna används oberoende av varandra. Prestandan har inte förbättras.

RAID 10 eller RAID 1+0

I RAID 10 speglas data på två diskar och sedan ränder på flera diskar. RAID 10 erbjuder fullständig dataredundans, snabbare läsning och skriver snabbare återskapande i händelse av diskfel med minimal prestandaförsämring. Den faktiska kapaciteten för RAID minskas dock till hälften av den totala lagringskapaciteten, vilket gör kostnaden högre. Vi rekommenderar dessutom att du använder identiska diskar.

LAYOUT FÖR RÄD

RAID 10 kan implementeras med flera olika tekniker. StorSimple har implementerat en något annorlunda metod som garanterar samma nivå av redundans och prestanda som kallas RAID 10 "near"-layout. I den här implementeringen närmar sig kopiorna av ett datablock, det vill säga samma adress på olika diskar eller förutsägbar förskjutning.

En layout nära 3 (udda tal) och 4 (jämna tal) skulle till exempel se ut så här:

3 enheter (udda) 4 enheter (jämna)
---------- --------------
A1 A1 A2 A1 A2 A2
A2 A2 A3 A3 A3 A3 A4
A4 A4 A5 A5 A5 A6
A6 A5 A6 A6 A6 A7 A7 A7 A8 A8
..  ..  ..               ..  ..  ..  ..

Exemplen på 3 och 4-enheten kan mappas till de olika StorSimple-utrustningsmodellerna. Den udda diskimplementeringsfunktionen kan endast stödja vid diskfel medan den i RAID 10 med ett jämnt antal diskar, teoretiskt sett fungerar matrisen så länge en disk av varje speglad uppsättning fungerar. StorSimple rekommenderar dock att du inte tar bort mer än en disk (SSD eller SSD) för att bibehålla hög tillgänglighet för utrustningen.

Hot Reserv för RAID

RAID kan hantera felet 1 disk från varje RAID-uppsättning utan att skada data. Men om den misslyckade disken inte ersätts blir den enda fungerande hårddisken i den här uppsättningen en enda felpunkt för hela matrisen. Om den enskilda hårddisken sedan misslyckas går alla data som lagras i hela matrisen förlorade.

StorSimple åtgärdar detta genom att tillhandahålla en matchad reservdel (snabb reserv) FÖR huvudenheten (för alla modeller) samt en SÅ SNART SOM MÖJLIGT för ESPARING-omseningen (vid 7520).  Reservdel aktiveras när någon av de redundanta diskarna i RAID-matrisen misslyckas.  Den "lediga enheten" när den aktiveras blir dataenheten och ersättningsenhet blir den nya "reservdel".

Med en riktigt snabb återskapningsprocess kan det gå mycket snabbt.  Det här minskar medelvärdet för återställning (MTTR), vilket minskar sannolikheten för ett andra diskfel och den resulterande dataförlusten som skulle uppstå i en redundant RAID.

DISKmarkering FÖR RAID

Prestandan och kapaciteten för en RAID är starkt beroende av de diskar som används i matrisen.  Generellt sett rekommenderar vi att diskarna har liknande kapacitets- och prestandanivåer.

Fundera på StorSimple Appliance Model 7520. Den här modellen har ett huvudenhet och en E OLIKA OMS omsetts.  Huvudenheten innehåller 7 HDD och 5 SSD.  Alla HDD har en kapacitet på 3 TB och är av matchad typ (märke och modell).  SSDs har å andra sidan 400 GB kapacitet och matchas också.

7520 har också en E TID-omsling med ytterligare 12 matchade HDDs som har en lagringskapacitet på 3 TB var.

RAID-layout för StorSimple Appliance

Vi förklarar RAID-layouten för StorSimple 7520-utrustning. Den här modellen täcker både de udda och de jämna konfigurationerna.

För huvudenheten implementeras en RAID 10-konfiguration för 6 (av 7) HDD:er och den sjunde fungerar som "snabbdel".  För 5 SSDs används en RAID 10-konfiguration. För ESPARING har 11 HDDs (av 12) en RAID 10-layout medan den 12:e fungerar som "snabbdel".  I samtliga fall i operativsystemsläget förblir "reservdel" oanvänd tills diskfel uppstår när det aktiveras.

Informationen om layouten visas enligt följande diagram.

StorSimple RAID Status

I det här avsnittet förklaras de olika komponenter som är kopplade till RAID som kan övervakas via webbgränssnittet.

ANVÄNDArgränssnittet FÖR RAID-status i webb

När du använder webbgränssnittet för att komma åt din StorSimple-enhet visar sidan "Maskinvara" under "Hantera" lådan statusen för alla element som är kopplade till RAID.  Följande element är relaterade till statusen för RAID.

RAID-komponenter

För huvudenheten för alla modeller finns RAID-elementen under "Delade komponenter" enligt nedan.

På skärmbilden ovan visar HDD:er (Local Storage) tillståndet för den logiska lagringspool som skapats av HDD-bilder som finns i huvudenheten.  Den lokala lagringen (SSDs) visar å andra sidan statusen för den logiska lagringspool som skapats från SSDs som finns i huvudenheten.

För ELANDS-omseningen (vid användning av 7520) kan RAID-status visas under "Delade komponenter med E FLERA OMsetts" enligt nedan.

RAID-komponentstatus

RAID-element i webbgränssnittet kan ha statusen Felfri (grön), Återställning (gul), Försämrad (gul) eller Misslyckades (röd).

• Misslyckades – Den här statusen antyder att mer än en disk i RAID har misslyckats.

• Försämrad – detta refererar till tillståndet när en disk i RAID har misslyckats.

• Återställning – den här statusen visas när RAID är i läget "Återställning" eller "Återsynkronisering".

Läget "Återställning" refererar till tillståndet efter en nedstängning av systemet/matrisen. Hela matrisen skrivs sedan om för att säkerställa att alla redundanta data är korrekta.

"Synkronisera om" refererar till scenariot när en disk har misslyckats i ett annat system för synkronisering. Reservdelspoolen aktiveras nu och data från andra enheter skrivs nu för att spara tid så att den synkroniseras.

Det går att ha "Recovery" följt av en "Resync" när ett system har en avstängning och ersättning av enhet inträffar. I vart och ett av ovanstående fall kommer webbgränssnittet att rapportera RAID-status som Återställning.

Varaktigheten för återskapande i vart och ett av ovanstående fall kan pågå i flera timmar och är en funktion av byggnadsmodellen och den övergripande belastningen på systemet.  Observera att återställnings-/synkroniseringsprocessen kan gå långsamt när den tävlar med I/O-värdaktivitet och tung resursanvändning (PROCESSOR, minne, disk).

Sammanfattning