Abstrato
As matrizes G2 ftScalableTM Storage e ftScalable Storage são subsistemas de armazenamento de hardware altamente flexíveis e escaláveis. A compreensão dos benefícios e armadilhas dos vários tipos de RAID e opções de configuração, especialmente como eles interagem com o sistema operacional OpenVOS, permite a criação de uma topologia de disco ideal.
Este white paper detalha os vários tipos de RAID suportados por ftScalable Storage, delineando seus pontos fortes e fracos, usos típicos e formas de projetar uma topologia de disco mais adequada à sua aplicação OpenVOS.
Terminologia
O glossário a seguir define alguns termos comuns da indústria de armazenamento como usados neste documento.
Modo degradado. O modo de operação de um VDISK após uma de suas unidades de disco físico ter falhado, mas antes do início de qualquer operação de recuperação. Enquanto neste modo de operação, o VDISK não é totalmente redundante, e uma falha subseqüente do drive físico poderia resultar na perda deste VDISK.
HBA ou adaptador de ônibus host. Uma placa de circuito PCI-X ou PCI-e ou adaptador de circuito integrado que fornece processamento de entrada/saída (E/S) e conectividade física entre um servidor e um dispositivo de armazenamento.
Disco lógico. Um volume lógico OpenVOS que contém um ou mais discos de membros. Cada disco membro é um único disco físico em uma caixa de disco D910 Fibre Channel, um LUN em uma matriz de armazenamento ftScalable ou um par duplex de um ou outro tipo ou ambos.
LUN ou unidade lógica. Ou uma subdivisão do VDISK, ou um VDISK inteiro em uma matriz de armazenamento ftScalable.
Disco lógico com vários membros. Um volume lógico OpenVOS que consiste de pelo menos dois pares de discos de membros duplex com dados listrados em todos os pares de discos de membros.
Sobretaxa RAID. A quantidade de capacidade física do drive utilizada em um tipo específico de RAID para fornecer redundância. Por exemplo, em um VDISK RAID1, isto seria 50% da capacidade total dos drives físicos que compõem o VDISK, uma vez que os dados em cada drive são duplicados em um drive parceiro espelhado.
Modo de recuperação. O modo de operação do VDISK enquanto ele está sendo reconstruído após uma falha do acionamento. Enquanto neste modo de operação, o VDISK não é totalmente redundante e uma falha física subseqüente do acionamento poderia resultar na perda deste VDISK.
Striping. Um método para melhorar o desempenho de E/S, dividindo os dados em blocos e escrevendo os blocos em múltiplos discos físicos.
VDISK ou disco virtual. Um grupo de uma ou mais unidades de disco físico em uma matriz de armazenamento ftScalable, organizado usando um tipo específico de RAID no que aparece no sistema operacional como um ou mais discos, dependendo do número de LUNs definidos.
Os termos "VOS" e "OpenVOS" são usados intercambiavelmente neste documento em referência aos sistemas operacionais VOS e OpenVOS da Stratus.
1.0 Tipos RAID
A matriz de armazenamento ftScalable suporta uma variedade de tipos de RAID. Estes incluem: tipos RAID não tolerantes a falhas (RAID-0, NRAID), tipos RAID baseados em paridade (RAID-3, RAID-5, e RAID-6), tipos RAID espelhados (RAID-1), e tipos RAID combinados (RAID-10, RAID-50). Você deve especificar um tipo de RAID ao criar cada VDISK.
Cada tipo RAID tem características únicas de disponibilidade, custo, desempenho, escalabilidade e capacidade de serviço. Compreendê-los permite que você faça uma seleção informada ao criar sua topologia de disco de matriz.
1.1 Tipos de RAID não Full-Tolerante
Há dois tipos RAID não tolerantes a falhas disponíveis em ftScalable Storage, RAID-0 e NRAID.
1.1.1 RAID-0
Um VDISK RAID-0 consiste de pelo menos duas unidades de disco físico, com os dados riscados em todas as unidades de disco físico do conjunto. Ele proporciona os mais altos graus de desempenho de E/S, mas não oferece tolerância a falhas. A perda de qualquer unidade de disco físico causará a perda total de dados neste VDISK.
Como o RAID-0 é um tipo RAID não tolerante a falhas, a matriz de armazenamento ftScalable não pode automaticamente retirar unidades de disco físicas marginais ou com falhas e reconstruir os dados de forma proativa usando uma unidade de disco sobressalente disponível. Em vez disso, a recuperação depende completamente do sistema tradicional OpenVOS de tolerância a falhas através de discos duplexados.
Como resultado, uma série de operações de serviço manual (apagar o VDISK com defeito, remover fisicamente o disco físico defeituoso, instalar um drive físico de substituição, recriar o VDISK, reformatar o disco lógico, re-duplex via VOS) são necessários para recriar e recuperar qualquer VDISK RAID-0. Seus dados são simplificados até que todas estas operações de recuperação sejam concluídas. Para maiores informações sobre os impactos que as inserções ou remoções de discos físicos têm no processamento de E/S, consulte a Seção 11.0, "Inserções e remoções de discos físicos": Impactos no desempenho de E/S".
Stratus não recomenda o uso deste tipo RAID sem também utilizar o espelhamento baseado em software disponível no OpenVOS. Mesmo com o espelhamento OpenVOS, você deve considerar fortemente o potencial de perda de dados, dadas as operações de serviço manual e o tempo associado necessário para restaurar seus dados à redundância total.
1.1.2 NRAID
Um NRAID VDISK é basicamente um único drive de disco físico sem qualquer tolerância a falhas. Ele não oferece striping e, portanto, tem as características de desempenho de um único drive de disco físico. Os NRAID VDISKs têm todas as mesmas características de disponibilidade e facilidade de manutenção que um VDISK RAID-0.
1.2 Tipos RAID baseados em paridade: RAID-3, RAID-5, RAID-50, e RAID-6
A matriz de armazenamento ftScalable suporta quatro tipos de VDISKs baseados em paridade: RAID-3, RAID-5, RAID-50 e RAID-6. Dado o baixo uso de RAID-3 e RAID-50, este whitepaper enfoca os tipos mais comumente usados de RAID-5 e RAID-6.
Estes tipos de RAID utilizam algoritmos baseados em paridade e striping para oferecer alta disponibilidade a um custo reduzido em comparação com o espelhamento. Um VDISK RAID-5 usa o equivalente de capacidade de uma unidade de disco físico para armazenar dados de paridade gerados por XOR, enquanto um VDISK RAID-6 usa o equivalente de duas unidades de disco físico, pois tanto os dados de paridade XOR como os dados de paridade Reed-Solomon são gerados e armazenados. Tanto o RAID-5 quanto o RAID-6 VDISK distribuem a paridade e os blocos de dados entre todas as unidades de disco físico do conjunto.
VDISKs usando tipos RAID baseados em paridade requerem menos capacidade de armazenamento para RAID overhead em comparação com os tipos RAID espelhados. O número mínimo de unidades de disco físico para criar um VDISK RAID-5 é três, enquanto um RAID-6 requer pelo menos quatro.
Um VDISK RAID-5 pode sobreviver a uma única falha de drive de disco sem perda de dados, enquanto um VDISK RAID-6 pode sobreviver a duas falhas de drive. A matriz de armazenamento ftScalable pode remover proativamente um drive de disco físico marginal ou com falha do VDISK sem afetar a disponibilidade dos dados. Além disso, se um drive de reposição estiver disponível, o modo de recuperação inicia automaticamente sem qualquer intervenção do operador, inserções físicas do drive ou necessidade de re-duplex de discos lógicos no OpenVOS, pois é tratado de forma transparente para o sistema operacional. Você pode então programar um tempo para substituir o drive de disco com falha e criar um novo disco sobressalente. Entretanto, consulte a seção 11.0, "Inserções e remoções de unidades de disco físico": Impactos no desempenho de E/S", para maiores informações sobre os impactos que uma remoção e inserção de drive físico tem no processamento de E/S.
Ambos os tipos oferecem excelente desempenho de leitura, mas o desempenho de escrita é impactado pela necessidade de escrever não apenas o bloco de dados, mas também pelo cálculo e pelas operações de leitura / modificação / reescrita necessárias para o(s) bloco(s) de paridade. Um RAID-5 ou RAID-6 VDISK rodando em modo degradado após uma única falha da unidade de disco físico tem um impacto médio sobre o rendimento. Entretanto, um VDISK em modo de recuperação com dados sendo reconstruídos tem um alto impacto sobre a produção.
Um RAID-6 VDISK rodando em modo degradado resultante de duas unidades de disco físico com falhas tem um impacto médio a alto na produção, enquanto um rodando em modo de recuperação com duas unidades sendo reconstruídas tem um impacto extremamente alto na produção.
Rever a Tabela 1 para o impacto estimado para E/S quando executado com um RAID-5 ou RAID-6 VDISK em modo degradado ou em modo de recuperação.
NOTA: Estas são estimativas, e o impacto real em seu ambiente pode variar de acordo com sua configuração, carga de trabalho e perfil de E/S de sua aplicação.
Tabela 1. Estimativa da degradação do desempenho de E/S
| RAID 5 / RAID 6 Modo degradado Falha de acionamento único |
RAID 5 / RAID 6 Modo de recuperação Falha de acionamento único |
RAID 6 Modo degradado Falha de acionamento duplo |
RAID 6 Modo de recuperação Falha de acionamento duplo |
|
| Leia Perf. | 40 – 50% | 50 – 60% | 50 – 60% | 60 – 70% |
| Escreva Perf. | 10 – 15% | 15 – 25% | 20 – 25% | 25 – 35% |
1.3 Espelhamento de tipos RAID: RAID-1 e RAID-10
Com o armazenamento ftScalable, você pode criar dois tipos de RAID VDISKs espelhados, RAID-1 e RAID-10.
1.3.1 RAID-1:
Um VDISK RAID-1 é um simples par de unidades de disco físico espelhado. Ele oferece bom desempenho de leitura e gravação e pode sobreviver à perda de uma única unidade de disco físico sem impactar a disponibilidade de dados. As leituras podem ser manipuladas por qualquer unidade física, enquanto as gravações devem ser gravadas em ambas as unidades. Como todos os dados são espelhados em um VDISK RAID-1, há um alto grau de sobrecarga RAID comparado com os tipos RAID baseados em paridade.
A recuperação de uma unidade de disco físico com falha é uma operação direta, exigindo apenas um re-reflexo do parceiro sobrevivente. A matriz de armazenamento ftScalable pode remover proativamente uma unidade de disco físico marginal ou com falha de um VDISK RAID-1 sem afetar a disponibilidade dos dados. Como nos tipos RAID baseados em paridade, se um drive de reserva estiver disponível, o modo de recuperação inicia automaticamente sem qualquer intervenção do operador, inserções físicas do drive, ou necessidade de re-duplex do disco lógico no OpenVOS, uma vez que ele é tratado de forma transparente para o sistema operacional. Você pode então agendar um tempo para substituir o drive de disco com falha e criar um novo disco sobressalente. Dito isto, veja a Seção 11.0, "Inserções e remoções de unidades de disco físico": Impactos no desempenho de E/S", para mais informações a respeito dos impactos que uma remoção e inserção de drive físico tem no processamento de E/S.
Normalmente, há um pequeno impacto sobre o desempenho durante a execução em modo degradado ou em modo de recuperação.
1.3.2 RAID-10:
Um VDISK RAID-10 é composto de dois ou mais pares de discos RAID-1, com blocos de dados riscados em todos eles. Um VDISK RAID-10 oferece alto desempenho, escalabilidade e a capacidade de potencialmente sobreviver a múltiplas falhas físicas de drive sem perder dados. A capacidade de manutenção, a sobrecarga do RAID e o impacto sobre o desempenho enquanto em funcionamento em modo degradado ou de recuperação é semelhante à de um VDISK RAID-1.
1.3.3 Resumo das características do tipo RAID
A tabela 2 resume as características dos tipos RAID discutidos. Ela classifica os VDISKs de cada tipo em várias categorias numa escala de 0 a 5, onde 0 é muito pobre e 5 é muito bom. Você só deve comparar valores dentro de cada linha; as comparações entre linhas não são válidas.
Tabela 2. Características do tipo RAID
| Categoria | NRAID | RAID-0 | RAID-1 | RAID-10 | RAID-5 | RAID-6 |
| Disponibilidade | 0 | 0 | 3 | 5 | 4 | 5 |
| Sobretaxa RAID | 5 | 5 | 0 | 0 | 3 | 2 |
| Leia o desempenho | 3 | 5 | 4 | 5 | 4 | 4 |
| Desempenho de escrita | 3 | 5 | 3 | 4 | 2 | 2 |
| Desempenho em modo degradado | N/A | N/A | 3 | 5 | 2 | 1 |
| Desempenho do modo de recuperação | N/A | N/A | 3 | 5 | 2 | 1 |
2.0 Seleção de um tipo RAID
Cada tipo de RAID tem benefícios e desvantagens específicas. Ao compreendê-los, você pode selecionar o tipo de RAID mais adequado ao seu ambiente. Tenha em mente que você pode criar vários VDISKs que usam qualquer um dos tipos RAID suportados pela matriz de armazenamento ftScalable, permitindo que você projete um layout RAID que seja ideal para sua aplicação e ambiente de sistema. Você não precisa usar o mesmo tipo de RAID para todos os VDISKs em sua matriz de armazenamento ftScalable.
NOTA: O uso de Stratus de um tipo RAID e topologia LUN específicos para o volume do sistema OpenVOS não implica que seja o tipo RAID ideal para sua aplicação ou dados.
Para dados e aplicações onde a produtividade ou latência de escrita não é crítica (por exemplo, processamento em lote), ou são fortemente tendenciosos em relação à leitura versus escrita, o RAID-5 é uma boa escolha. Em troca de aceitar um menor desempenho de rendimento de gravação e maior latência, você pode usar menos unidades de disco físico para uma determinada capacidade, mas ainda assim alcançar um alto grau de tolerância a falhas. Entretanto, você também deve considerar o impacto que o funcionamento com um VDISK em modo degradado ou de recuperação poderia ter em sua aplicação. O desempenho geral de E/S e a latência durante o modo degradado e de recuperação sofrem mais com os tipos RAID baseados na paridade em comparação com os tipos RAID espelhados.
Para dados e aplicações que requerem ótima produtividade de gravação com latências menores (por exemplo, sistemas de processamento de transações on-line), que realizam mais gravações do que leituras, ou que não podem tolerar desempenho degradado no caso de falha de um drive físico, os tipos de RAID (RAID-1 ou RAID-10) oferecem uma solução melhor. Estes tipos de RAID eliminam as E/S adicionais resultantes da penalidade de leitura antes da gravação dos dados de paridade do RAID-5 ou RAID-6, portanto, a gravação de dados é uma operação simples. O RAID-10 é geralmente uma escolha melhor do que o RAID-1 porque permite riscar os dados em várias unidades físicas, o que pode aumentar significativamente o desempenho geral de leitura e gravação. Entretanto, consulte a Seção 5.0, "Discos lógicos OpenVOS Multi-Membro Versus ftScalable RAID-10 VDISKs" e a Seção 6.0, "OpenVOS Queue Depth and ftScalable Storage" para obter informações adicionais sobre enfileiramento de E/S OpenVOS, contagem de LUN e considerações de striping.
Para dados e aplicações que podem tolerar períodos mais longos com dados simplexed após uma falha da unidade, ou que não são muito sensíveis a latências mais longas, NRAID e RAID-0 VDISKs, somente quando usados com o espelhamento do OpenVOS, podem ser considerados. A seleção de um destes tipos de RAID permite utilizar o menor número possível de unidades de disco físico para um determinado ponto de capacidade, embora, em troca de uma menor disponibilidade. Dadas estas restrições e implicações de disponibilidade, a Stratus não recomenda o uso destes tipos de RAID.
Se você não pode decidir se deseja selecionar um tipo RAID baseado em paridade ou espelhado, então a escolha prudente é usar um dos tipos RAID espelhado, pois eles oferecerão as melhores características de desempenho e disponibilidade na maioria das aplicações.
3.0 Particionando VDISKs em LUNs
Antes que um VDISK possa ser usado pela OpenVOS, ele deve primeiro ser dividido em um ou mais LUNs. Cada LUN é atribuído a um disco específico de um membro do VOS. Um ou mais discos membros são combinados em um único disco lógico OpenVOS.
Enquanto a matriz de armazenamento ftScalable suporta o particionamento de um VDISK em vários LUNs, isto pode introduzir penalidades significativas de desempenho que afetam tanto a saída de E/S quanto a latência de todos os LUNs naquele VDISK. Como resultado, a Stratus não recomenda configurações usando múltiplos LUNs por VDISK para dados de clientes.
Há várias razões para as penalidades de desempenho vistas em configurações multi-LUN VDISK, mas as básicas são a contenção em disco e as buscas de cabeça. Cada vez que a matriz de armazenamento ftScalable tem que satisfazer uma solicitação de E/S para um dos LUNs em uma configuração multi-LUN VDISK, ela tem que procurar os cabeçotes físicos de unidade de disco. Quanto mais LUNs forem compostos por um VDISK, mais movimento da cabeça ocorre. Quanto maior for o movimento da cabeça, maiores serão as latências à medida que a contenção em disco aumentar. Lembre-se, todas as E/S devem eventualmente ser manipuladas pelas unidades de disco físico que compõem o VDISK; a memória cache da matriz não pode substituir esta E/S física.
A Stratus executou benchmarks demonstrando que o rendimento agregado de E/S de um VDISK de 4-LUN é cerca da metade do rendimento do mesmo VDISK configurado como um único LUN, enquanto a latência média pode ser mais de quatro vezes maior.
Os gráficos 1 e 2 mostram os impactos que o uso de múltiplos LUNs por VDISK tem no desempenho. Estes gráficos mostram o agregado de I/Os por segundo (IOPS) e latências máximas em milissegundos (ms) vistas ao usar um VDISK RAID-5 de 4 drives configurado com um, dois ou três LUNs.
NOTA: Estes gráficos são baseados nos resultados dos testes internos de laboratório Stratus sob condições controladas. Seus resultados reais podem variar.
Gráficos 1 e 2. Múltiplos LUNs por impacto de desempenho do VDISK
4.0 Atribuição de discos lógicos OpenVOS a LUNs
A abordagem mais simples é atribuir cada disco membro dentro de um disco lógico OpenVOS a um LUN. Se você precisar de um disco lógico VOS que seja maior que um único LUN, ou se você quiser os benefícios de desempenho do striping, você pode criar um disco lógico VOS com vários membros, onde cada disco membro é um único LUN.
A Figura 1 mostra a relação entre unidades de disco físico, VDISKs e LUNs na matriz de armazenamento ftScalable e discos lógicos OpenVOS. Este é um exemplo de um disco lógico OpenVOS simples, consistindo de dois discos membros, onde cada disco membro é um único RAID1 VDISK / LUN em uma matriz de Armazenamento ftScalable.
5.0 OpenVOS Multi-Member Logical Disks Versus ftScalable RAID-10 VDISKs
Agora há uma variedade de maneiras de implementar a striping no OpenVOS. Antes do lançamento do ftScalable Storage, o único método disponível era usar múltiplas unidades de disco físico configuradas como um disco lógico VOS com vários membros. Com o advento do armazenamento ftScalable, você pode criar VDISKs RAID-10 onde a matriz lida com todos os striping, ou mesmo uma combinação de ambos os métodos, combinando vários LUNs, cada um deles um VDISK, em um único disco lógico VOS com vários membros.
Se você quiser usar striping, a Stratus recomenda o uso de VDISKs RAID sem striping (por exemplo, RAID-1 ou RAID-5), com um único LUN por VDISK, e combiná-los em discos lógicos VOS com vários membros. Isto permite que o OpenVOS mantenha uma fila de discos separada para cada LUN, maximizando a produção e minimizando a latência. Dito isto, revise a Seção 6.0, "OpenVOS Queue Depth and ftScalable Storage" para algumas considerações relativas ao número de LUNs alocados e implicações potenciais de desempenho.
6.0 Profundidade da fila de espera OpenVOS e armazenamento em ftScalable
Todas as matrizes de armazenamento, unidades de disco físico, HBAs Fibre Channel e sistemas operacionais modernos têm filas de vários tamanhos para pedidos de E/S. A profundidade da fila define basicamente quantas solicitações de E/S exclusivas podem estar pendentes (enfileiradas) para um dispositivo específico em um dado momento.
Uma fila cheia ocorre quando um dispositivo se torna extremamente ocupado e não pode acrescentar nenhum pedido adicional de E/S a sua fila. Quando existe uma condição de fila cheia, novas solicitações de E/S são abortadas e testadas novamente até que haja espaço na fila novamente. Isto causa o aumento da latência de E/S, o aumento do tempo de resposta das aplicações e a diminuição da produção de E/S.
O OpenVOS mantém uma fila separada com uma profundidade de fila padrão de doze para cada LUN. Cada porta do host (Fibre Channel) na matriz de armazenamento ftScalable tem uma única fila com uma profundidade de 128.
Nas configurações OpenVOS com um grande número de LUNs, é possível preencher as filas de portas host na matriz de armazenamento ftScalable com um número relativamente pequeno de LUNs muito ocupadas. Isto resulta em solicitações de E/S para outros LUNs recebendo um status de condição de fila cheia, atrasando-as e sua aplicação. Você deve equilibrar cuidadosamente o número de LUNs usados em sua configuração e, se necessário, consultar a Stratus para ajustar as configurações de profundidade da fila do OpenVOS conforme necessário.
7.0 Atribuição de arquivos a discos lógicos VOS
Quando possível, atribuir arquivos acessados aleatoriamente e arquivos acessados sequencialmente a discos lógicos separados. Misturar os dois tipos de métodos de acesso a arquivos no mesmo disco lógico aumenta o pior tempo possível (latência máxima) necessário para acessar os arquivos de acesso aleatório e reduz o máximo rendimento possível de arquivos acessados seqüencialmente. Tenha também em mente que você pode usar um tipo RAID diferente para cada disco lógico, para melhor combinar com o tipo de acesso de E/S.
8.0 Balanceamento dos VDISKs entre os controladores de armazenamento
A matriz de armazenamento ftScalable tem um projeto de controlador de armazenamento ativo, com dois controladores processando I/O ativamente. Entretanto, cada VDISK é atribuído a um controlador de armazenamento específico quando alocado; seja o controlador A ou o controlador B. Todas as E/S para um VDISK específico são tratadas pelo controlador de armazenamento atribuído. Se você não especificar qual controlador deseja atribuir a um determinado VDISK, a matriz de armazenamento ftScalable os atribui de forma arredondada, alternando entre os dois controladores.
Embora isto possa equilibrar o número de VDISKs entre os dois controladores de armazenamento, pode não garantir que a carga de trabalho de E/S seja dividida uniformemente. Por exemplo, suponha que você tenha 6 VDISKs em sua configuração, chamados de VDISK1 até VDISK6. O VDISK1 e o VDISK3 tratam todos os seus dados primários online e são ambos muito intensivos em E/S, enquanto o resto dos VDISKs tratam dados de arquivo offline e estão muito menos ocupados.
Se você não atribuir explicitamente os VDISKs aos controladores, acabará com VDISK1, VDISK3 e VDISK5 atribuídos ao controlador A, enquanto VDISK2, VDISK4 e VDISK6 estarão no controlador B. Isto resultaria em uma carga de E/S desequilibrada entre os dois controladores de armazenamento.
Você deve considerar as cargas de trabalho de E/S estimadas ao alocar seus VDISKs e, se necessário, atribuir manualmente VDISKs específicos aos controladores durante o processo de criação do VDISK. Se você descobrir que sua carga de trabalho muda ou que você tem uma alocação de E/S desequilibrada, você pode reatribuir um VDISK existente a um novo controlador de armazenamento.
CUIDADO: Mudar a propriedade do controlador de um VDISK é uma operação perturbadora e não pode ser feita sem afetar temporariamente o acesso aos seus dados enquanto o VDISK é movido entre os dois controladores e o número LUN é reatribuído. Isto não pode ser feito com discos lógicos OpenVOS online. Consulte a Stratus para obter assistência antes de fazer esta operação.
9.0 Configurações VDISK simples
Embora seja possível criar um único VDISK grande em uma matriz de armazenamento ftScalable, você deve evitar fazer isso, pois isso tem implicações que afetam o desempenho e não é recomendado pela Stratus.
Como descrito anteriormente, há dois controladores de armazenamento dentro de cada matriz de armazenamento ftScalable, rodando em modo ativo-ativo. Cada VDISK é designado a um controlador de armazenamento específico que possui e executa todo o processamento de E/S para aquele VDISK. Em uma única configuração do VDISK, você está reduzindo pela metade o desempenho total disponível da matriz de armazenamento ftScalable, pois você terá apenas um dos dois controladores de armazenamento processando todas as solicitações de E/S.
Nas configurações OpenVOS, há uma fila separada de pedidos de discos de E/S para cada LUN. Ao ter apenas um único VDISK, você minimiza a capacidade do OpenVOS de enviar solicitações de E/S paralelas para a matriz de armazenamento ftScalable, degradando novamente sua taxa de transferência e latência geral de E/S.
10.0 VDISK / LUN Sizing Implicações no OpenVOS
10.1 Capacidade bruta versus capacidade utilizável
O sistema operacional OpenVOS utiliza meta-dados para garantir o mais alto grau de integridade dos dados em disco. Estes meta-dados são armazenados como um setor físico separado dos dados em si. Como resultado, o OpenVOS utiliza nove setores físicos para armazenar cada oito setores de dados utilizáveis.
Ao configurar os VDISKs e LUNs ftScalable, lembre-se que o tamanho apresentado ao OpenVOS representa a capacidade RAW e não reflete a sobrecarga de meta-dados. Sua capacidade utilizável é de aproximadamente 8/9 (88%) do tamanho físico bruto do VDISK / LUN. Além disso, a OpenVOS também reserva aproximadamente 1,1 GB de espaço para partições ouvidas por acaso.
O OpenVOS normalmente utiliza armazenamento em um LUN arredondado para a fronteira mais próxima de 5 GB. Isto permite a parceria de LUNS com tamanhos ligeiramente diferentes. A única exceção a este arredondamento é para LUNs que correspondem exatamente ao tamanho de certos tipos de discos OpenVOS antigos (por exemplo, um D913, ou D914).
10.2 Segmentos de disco OpenVOS, Dimensionamento LUN e Contagem LUN
O OpenVOS tem um máximo de 254 segmentos de disco endereçáveis por módulo VOS, onde cada segmento de disco pode endereçar aproximadamente 34 GB de armazenamento. Isto resulta em um máximo de aproximadamente 8,6 TB (Terabytes) de armazenamento endereçável em duplex no OpenVOS. Cada disco lógico OpenVOS consome pelo menos um segmento de disco.
Estas duas restrições precisam ser consideradas ao alocar seus tamanhos e contagens de VDISK / LUN. Como cada disco lógico requer pelo menos um segmento, o uso de muitos VDISKs / LUNs pequenos pode reduzir substancialmente a quantidade máxima geral de capacidade de armazenamento que pode ser configurada em seu sistema OpenVOS. Para maximizar ainda mais a quantidade de armazenamento configurável em seu sistema OpenVOS, crie LUNs com um múltiplo integral de 34 GB de tamanho utilizável (38,6 GB brutos) para minimizar o número de segmentos de disco necessários para um disco lógico específico.
10.3 Restrições POSIX no tamanho do disco lógico
O número de membros do disco e o tamanho total de um disco lógico VOS determinam o tamanho dos números de inode gerados utilizados pelas aplicações POSIX. Nos lançamentos VOS atuais, esse valor é restrito a 32 bits, o que permite um tamanho de disco lógico de aproximadamente 545 GB. Se esse limite for excedido, o comando VOS initialize_disk gera um aviso de que isso pode apresentar um problema de compatibilidade para suas aplicações POSIX existentes.
Se todas as suas aplicações POSIX que acessam discos lógicos tiverem sido recompiladas no OpenVOS 17.1 com o símbolo de pré-processador _VOS_LARGE_INODE definido, e recuperadas com o OpenVOS 17.1 rotinas de tempo de execução POSIX que suportam tanto números de inode de 32 e 64 bits, não há problema. A mensagem de aviso para esse disco pode ser ignorada e/ou suprimida com a opção -no_check_legacy_inodes adicionada ao comando initialize_disk no OpenVOS release 17.1 e posteriores.
Consulte os documentos Boletim de Lançamento de Software: OpenVOS Release 17.1 (R622-01) e OpenVOS System Administration: Administração de disco e fita adesiva (R284-12) para maiores informações.
11.0 Inserções e remoções de discos físicos: Impactos no desempenho de E/S
A matriz de armazenamento ftScalable suporta a inserção e remoção on-line de unidades de disco físico sem desligar a matriz, ou parar o host e/ou a aplicação. Depois que um ou mais drives são inseridos ou removidos, a matriz de armazenamento ftScalable deve passar por um processo de refazer a topologia do disco físico subjacente para determinar se há algum drive de disco físico realocado, removido ou recém inserido. Isto é chamado de "rescan".
Estas rescisões são feitas automaticamente pela matriz de armazenamento ftScalable, sem nenhum comando manual do operador. Enquanto este processo de nova leitura está ocorrendo, quaisquer pedidos de E/S pendentes podem ser temporariamente adiados até que seja concluído.
Na matriz de armazenamento ftScalable da primeira geração, uma inserção de unidade poderia causar múltiplos atrasos de E/S variando de 4 a 7 segundos ao longo de um período de aproximadamente 40 segundos. Uma remoção do drive normalmente resulta em dois atrasos de E/S entre 3 e 11 segundos ao longo de um período de aproximadamente 15 segundos.
Com a última geração da matriz G2 de armazenamento ftScalable, os atrasos de E/S resultantes de inserções ou remoções de unidades são agora de 3 segundos ou menos.
NOTA: Estes são resultados de testes de laboratório interno Stratus sob condições controladas com as últimas versões FW e com configurações máximas de disco físico (3 caixas por matriz com 36 unidades para a matriz de armazenamento ftScalable de primeira geração, ou 72 unidades para a matriz G2 de armazenamento ftScalable). Seus resultados reais podem variar de acordo com sua configuração e carga de trabalho específica.
Há várias recomendações que podem minimizar os impactos dos atrasos de E/S que ocorrem durante o processamento de nova varredura podem ter sobre sua aplicação sensível à latência.
- Configurar pelo menos uma unidade de disco físico como unidade de reposição e usar VDISKs tipo RAID tolerante a falhas. Ao alocar um drive de reposição e usar tipos RAID tolerantes a falhas, a matriz de armazenamento ftScalable pode remover automaticamente um disco físico marginal ou com falhas de um VDISK e iniciar o processo de recuperação sem exigir qualquer inserção ou remoção do drive, evitando uma nova digitalização. Você pode substituir o disco em falha durante um período menos crítico.
- Se utilizar VDISKs RAID não tolerantes a falhas (RAID-0, NRAID), a SRA recomenda a criação de um VDISK extra como reserva de reserva. Você pode usar este VDISK de reserva como um disco de membro substituto e re-duplex usando o espelhamento OpenVOS para fornecer redundância. Isto permite que você substitua o disco de falha durante um período menos crítico.
- Não mova os acionamentos físicos para preservar posições específicas dos compartimentos após as operações de serviço. O projeto da matriz de armazenamento ftScalable não requer que os acionamentos físicos para um VDISK permaneçam nas mesmas posições de slots do invólucro que quando alocado.
- Não remova fisicamente os discos marginais ou com falhas até que uma substituição seja recebida e esteja pronta para ser instalada ao mesmo tempo. Ao coordenar as remoções e inserções de unidades físicas, você pode minimizar o número de vezes que um processo de nova varredura ocorre, pois podem ocorrer mudanças na topologia de múltiplas unidades dentro de um processo de nova varredura.
Sumário
A combinação do sistema operacional OpenVOS com matrizes de armazenamento ftScalable oferece a você um ambiente de armazenamento robusto, escalável e flexível para hospedar suas aplicações mais críticas. Ao compreender os benefícios e desvantagens dos vários tipos de RAID, topologias LUN e opções de configuração disponíveis, você pode criar um layout de armazenamento ideal para atender às suas necessidades de negócios, desempenho e disponibilidade.