Resumen
Las matrices ftScalableTM Storage y ftScalable Storage G2 son subsistemas de almacenamiento de hardware altamente flexibles y escalables. La comprensión de los beneficios y las dificultades de los diversos tipos de RAID y opciones de configuración, especialmente la forma en que interactúan con el sistema operativo OpenVOS, le permite crear una topología de disco óptima.
Este white paper detalla los diversos tipos de RAID soportados por el almacenamiento ftScalable, describiendo sus puntos fuertes y débiles, los usos típicos y las formas de diseñar una topología de disco que se adapte mejor a su aplicación OpenVOS.
Terminología
En el siguiente glosario se definen algunos términos comunes de la industria del almacenamiento que se utilizan en el presente documento.
Modo degradado. El modo de operación de un VDISK después de que uno de sus discos físicos haya fallado, pero antes de que comience cualquier operación de recuperación. Mientras que en este modo de operación, el VDISK no es completamente redundante, y un subsiguiente fallo de la unidad física podría resultar en la pérdida de este VDISK.
HBA o adaptador de autobús. Una placa de circuito PCI-X o PCI-e o un adaptador de circuito integrado que proporciona procesamiento de entrada/salida (E/S) y conectividad física entre un servidor y un dispositivo de almacenamiento.
Disco lógico. Un volumen lógico de OpenVOS que contiene uno o más discos miembros. Cada disco miembro es un disco físico único en una caja de disco de canal de fibra D910, un LUN en una matriz de almacenamiento ftScalable o un par dúplex de cualquiera de los dos tipos o de ambos.
LUN o unidad lógica. Una subdivisión de, o un VDISK entero en una matriz de almacenamiento ftScalable.
Disco lógico de varios miembros. Un volumen lógico OpenVOS que consiste en al menos dos pares de discos miembros dúplex con datos en franjas a través de todos los pares de discos miembros.
RAID sobre la cabeza. La cantidad de capacidad de disco físico utilizada en un tipo específico de RAID para proporcionar redundancia. Por ejemplo, en un RAID1 VDISK, esto sería el 50% de la capacidad total de los discos físicos que componen el VDISK, ya que los datos de cada disco están duplicados en un disco asociado en espejo.
Modo de recuperación. El modo de operación del VDISK mientras se reconstruye después de un fallo del disco. Mientras que en este modo de operación, el VDISK no es totalmente redundante y un subsiguiente fallo físico del disco podría resultar en la pérdida de este VDISK.
Desnudarse. Un método para mejorar el rendimiento de E/S rompiendo los datos en bloques y escribiendo los bloques en múltiples discos físicos.
VDISK o disco virtual. Un grupo de uno o más discos físicos en un arreglo de Almacenamiento ftScalable, organizado usando un tipo específico de RAID en lo que aparece al sistema operativo como uno o más discos, dependiendo del número de LUNs definidos.
Los términos "VOS" y "OpenVOS" se utilizan indistintamente en este documento en referencia a los sistemas operativos VOS y OpenVOS de Stratus.
1.0 Tipos de RAID
La matriz de Almacenamiento ftScalable soporta una variedad de tipos de RAID. Estos incluyen: tipos RAID no tolerantes a fallos (RAID-0, NRAID), tipos RAID basados en la paridad (RAID-3, RAID-5 y RAID-6), tipos RAID en espejo (RAID-1) y tipos RAID de combinación (RAID-10, RAID-50). Debe especificar un tipo de RAID al crear cada VDISK.
Cada tipo de RAID tiene características únicas en cuanto a disponibilidad, costo, rendimiento, escalabilidad y capacidad de servicio. Comprenderlas le permite hacer una selección informada al crear la topología de su disco de matriz.
1.1 Tipos de RAID no tolerantes a las fallas
Hay dos tipos de RAID no tolerantes a las fallas disponibles en el Almacenamiento Escalable, RAID-0 y NRAID.
1.1.1 RAID-0
Un VDISK RAID-0 consiste en al menos dos unidades de disco físico, con los datos divididos en todas las unidades de disco físico del conjunto. Proporciona los más altos grados de rendimiento de E/S, pero no ofrece tolerancia a fallos. La pérdida de cualquier unidad de disco físico causará la pérdida total de datos en este VDISK.
Dado que el RAID-0 es un tipo de RAID no tolerante a las fallas, el arreglo de almacenamiento ftScalable no puede poner fuera de servicio automáticamente las unidades de disco físico marginales o que fallan y reconstruir proactivamente los datos utilizando una unidad de disco de repuesto disponible. En cambio, la recuperación depende completamente del sistema tradicional OpenVOS de tolerancia a fallos mediante discos dúplex.
Como resultado, se requiere una serie de operaciones de servicio manual (borrar el VDISK que falla, remover físicamente el disco físico defectuoso, instalar un disco físico de reemplazo, recrear el VDISK, reformatear el disco lógico, re-duplex vía VOS) para recrear y recuperar cualquier RAID-0 VDISK. Sus datos se simplifican hasta que se completan todas estas operaciones de recuperación. Para obtener más información sobre el impacto que tienen las inserciones o extracciones de unidades físicas en el procesamiento de E/S, consulte el apartado 11.0, "Inserciones y extracciones de unidades de disco físico": Impactos en el rendimiento de E/S".
Stratus no recomienda usar este tipo de RAID sin usar también el mirroring basado en software disponible en OpenVOS. Incluso con la duplicación en OpenVOS, debe tener muy en cuenta el potencial de pérdida de datos, dadas las operaciones de servicio manual y el tiempo asociado que se requiere para restaurar los datos a la plena redundancia.
1.1.2 NRAID
Un VDISK NRAID es básicamente un único disco físico sin tolerancia a fallos. No tiene rayas y por lo tanto tiene las características de rendimiento de una sola unidad de disco físico. Los VDISKs NRAID tienen todas las mismas características de disponibilidad y servicio que un VDISK RAID-0.
1.2 Tipos de RAID basados en la paridad: RAID-3, RAID-5, RAID-50 y RAID-6
La matriz de Almacenamiento ftScalable soporta cuatro tipos de VDISKs basados en paridad: RAID-3, RAID-5, RAID-50 y RAID-6. Dado el bajo uso de RAID-3 y RAID-50, este artículo técnico se centra en los tipos de RAID-5 y RAID-6 más utilizados.
Estos tipos de RAID utilizan algoritmos basados en la paridad y el rayado para ofrecer una alta disponibilidad a un costo reducido en comparación con el espejado. Un VDISK del RAID-5 utiliza el equivalente de capacidad de una unidad de disco físico para almacenar los datos de paridad generados por XOR, mientras que un VDISK del RAID-6 utiliza el equivalente de dos unidades de disco físico, ya que se generan y almacenan datos de paridad tanto de XOR como de Reed-Solomon. Tanto los VDISK del RAID-5 como los del RAID-6 distribuyen la paridad y los bloques de datos entre todas las unidades de disco físico del conjunto.
Los VDISK que utilizan tipos de RAID basados en la paridad requieren menos capacidad de almacenamiento para la sobrecarga de los RAID en comparación con los tipos de RAID de espejo. El número mínimo de unidades de disco físico para crear un VDISK RAID-5 es de tres, mientras que un RAID-6 requiere al menos cuatro.
Un VDISK RAID-5 puede sobrevivir a un fallo de un solo disco sin pérdida de datos, mientras que un VDISK RAID-6 puede sobrevivir a dos fallos de disco. El arreglo de almacenamiento ftScalable puede eliminar proactivamente una unidad de disco físico marginal o que falla del VDISK sin afectar la disponibilidad de los datos. Además, si hay disponible una unidad de repuesto, el modo de recuperación se inicia automáticamente sin la intervención del operador, sin inserciones de unidades físicas o sin necesidad de re-duplicar los discos lógicos en OpenVOS, ya que se maneja de forma transparente para el sistema operativo. A continuación, puede programar un tiempo para reemplazar la unidad de disco que ha fallado y crear una nueva de repuesto. Sin embargo, consulte la Sección 11.0, "Inserciones y retiradas de unidades de disco físico": Impactos en el rendimiento de E/S", para obtener más información sobre los impactos que la extracción e inserción de una unidad de disco física tienen en el procesamiento de E/S.
Ambos tipos ofrecen un excelente rendimiento de lectura, pero el rendimiento de escritura se ve afectado por la necesidad de escribir no sólo el bloque de datos, sino también por el cálculo y las operaciones de lectura/modificación/reescritura necesarias para el bloque o bloques de paridad. Un RAID-5 o RAID-6 VDISK que se ejecuta en modo degradado después de un solo fallo de la unidad de disco físico tiene un impacto medio en el rendimiento. Sin embargo, un VDISK en modo de recuperación con datos que se están reconstruyendo tiene un alto impacto en el rendimiento.
Un RAID-6 VDISK que se ejecuta en modo degradado como resultado de dos unidades de disco físico que fallan tiene un impacto medio a alto en el rendimiento, mientras que uno que se ejecuta en modo de recuperación con dos unidades que se están reconstruyendo tiene un impacto extremadamente alto en el rendimiento.
Revise la Tabla 1 para conocer el impacto estimado de la E/S cuando se ejecuta con un RAID-5 o RAID-6 VDISK en modo degradado o de recuperación.
NOTA: Estas son estimaciones, y el impacto real en su entorno puede variar dependiendo de su configuración, carga de trabajo y el perfil de E/S de su aplicación.
Tabla 1. Degradación estimada al rendimiento de E/S
| INCURSIÓN 5 / INCURSIÓN 6 Modo degradado Fallo de la unidad única |
INCURSIÓN 5 / INCURSIÓN 6 Modo de recuperación Fallo de la unidad única |
RAID 6 Modo degradado Fallo en la doble tracción |
RAID 6 Modo de recuperación Fallo en la doble tracción |
|
| Lee Perf. | 40 – 50% | 50 – 60% | 50 – 60% | 60 – 70% |
| Escribe "Perf". | 10 – 15% | 15 – 25% | 20 – 25% | 25 – 35% |
1.3 Reflejar los tipos de RAID: RAID-1 y RAID-10
Con el almacenamiento ftScalable, puedes crear dos tipos de VDISKs de espejo, RAID-1 y RAID-10.
1.3.1 RAID-1:
Un RAID-1 VDISK es un simple par de discos físicos espejados. Ofrece un buen rendimiento de lectura y escritura y puede sobrevivir a la pérdida de una sola unidad de disco físico sin afectar a la disponibilidad de los datos. Las lecturas pueden ser manejadas por cualquiera de los dos discos físicos, mientras que las escrituras deben ser escritas en ambos discos. Dado que todos los datos se reflejan en un RAID-1 VDISK, existe un alto grado de sobrecarga del RAID en comparación con los tipos de RAID basados en la paridad.
La recuperación de una unidad de disco físico que ha fallado es una operación sencilla, que sólo requiere que el compañero superviviente vuelva a mirarse a sí mismo. El arreglo de almacenamiento ftScalable puede eliminar proactivamente una unidad de disco físico marginal o que falla de un RAID-1 VDISK sin afectar la disponibilidad de los datos. Al igual que con los tipos RAID basados en paridad, si hay disponible una unidad de repuesto, el modo de recuperación se inicia automáticamente sin la intervención del operador, sin inserciones de unidades físicas o sin necesidad de re-duplexar el disco lógico en OpenVOS, ya que se maneja de forma transparente para el sistema operativo. A continuación, se puede programar un tiempo para reemplazar la unidad de disco que ha fallado y crear una nueva de repuesto. Dicho esto, vea la Sección 11.0, "Inserciones y retiros de unidades de disco físico": Impactos en el rendimiento de E/S", para obtener más información sobre los impactos que la extracción e inserción de una unidad de disco duro física tienen en el procesamiento de E/S.
Típicamente hay un pequeño impacto en el rendimiento mientras se corre en modo degradado o de recuperación.
1.3.2 RAID-10:
Un VDISK RAID-10 está compuesto por dos o más pares de discos RAID-1, con bloques de datos rayados en todos ellos. Un VDISK RAID-10 ofrece un alto rendimiento, escalabilidad y la capacidad de sobrevivir potencialmente a múltiples fallos físicos de la unidad de disco sin perder datos. La capacidad de servicio, la sobrecarga del RAID y el impacto en el rendimiento mientras se ejecuta en modo degradado o de recuperación es similar a la de un VDISK RAID-1.
1.3.3 Resumen de los caracteres del tipo RAID
En el cuadro 2 se resumen las características de los tipos de RAID examinados. Clasifica los VDISK de cada tipo en varias categorías en una escala de 0 a 5, donde 0 es muy pobre y 5 es muy bueno. Sólo se deben comparar los valores dentro de cada fila; las comparaciones entre filas no son válidas.
Tabla 2. Características del tipo de RAID
| Categoría | NRAID | RAID-0 | RAID-1 | RAID-10 | RAID-5 | RAID-6 |
| Disponibilidad | 0 | 0 | 3 | 5 | 4 | 5 |
| RAID Overhead | 5 | 5 | 0 | 0 | 3 | 2 |
| Leer Performance | 3 | 5 | 4 | 5 | 4 | 4 |
| La actuación de la escritura... | 3 | 5 | 3 | 4 | 2 | 2 |
| Rendimiento del modo degradado | NO. | NO. | 3 | 5 | 2 | 1 |
| Rendimiento del modo de recuperación | NO. | NO. | 3 | 5 | 2 | 1 |
2.0 Selección de un tipo de RAID
Cada tipo de RAID tiene ventajas e inconvenientes específicos. Si los entiendes, podrás seleccionar el tipo de RAID que mejor se adapte a tu entorno. Tenga en cuenta que puede crear múltiples VDISKs que utilicen cualquiera de los tipos de RAID soportados por el arreglo de Almacenamiento ftScalable, lo que le permite diseñar un diseño RAID óptimo para su aplicación y el entorno del sistema. No necesita usar el mismo tipo de RAID para todos los VDISKs en su arreglo de Almacenamiento ftScalable.
NOTA: El uso por parte de Stratusde un tipo específico de RAID y topología LUN para el volumen del sistema OpenVOS no implica que sea el tipo de RAID óptimo para su aplicación o datos.
Para los datos y aplicaciones en los que el rendimiento de escritura o la latencia no son críticos (por ejemplo, el procesamiento por lotes), o están muy sesgados hacia las lecturas frente a las escrituras, el RAID-5 es una buena elección. A cambio de aceptar un menor rendimiento de rendimiento de escritura y una mayor latencia, puede utilizar menos unidades de disco físico para una capacidad determinada, y aún así lograr un alto grado de tolerancia a los fallos. Sin embargo, también debe tener en cuenta el impacto que podría tener en su aplicación la ejecución con un VDISK en modo degradado o de recuperación. El rendimiento general de E/S y la latencia durante el modo degradado y el modo de recuperación sufren más con los tipos RAID basados en paridad en comparación con los tipos RAID en espejo.
Para los datos y las aplicaciones que requieren un rendimiento de escritura óptimo con las latencias más pequeñas (por ejemplo, los sistemas de procesamiento de transacciones en línea), que realizan más escritura que lectura, o que no pueden tolerar un rendimiento degradado en caso de un fallo físico de la unidad de disco, la duplicación de tipos de RAID (RAID-1 o RAID-10) ofrece una solución mejor. Estos tipos de RAID eliminan las E/S adicionales resultantes de la penalización de lectura antes de la escritura para los datos de paridad de RAID-5 o RAID-6, por lo que la escritura de datos es una operación sencilla. RAID-10 suele ser una mejor opción que RAID-1 porque permite eliminar los datos en varias unidades físicas, lo que puede aumentar significativamente el rendimiento general de lectura y escritura. Sin embargo, consulte la sección 5.0, "Discos lógicos de varios miembros de OpenVOS frente a los VDISKs de RAID-10 escalables a pie" y la sección 6.0, "Profundidad de la cola de OpenVOS y almacenamiento escalable a pie" para obtener más información sobre la cola de E/S de OpenVOS, el recuento de LUN y las consideraciones sobre la eliminación de franjas.
Para los datos y aplicaciones que pueden tolerar períodos más largos con datos simplexados después de un fallo de la unidad, o que no son muy sensibles a latencias más largas, se pueden considerar los VDISKs NRAID y RAID-0, sólo cuando se usan con el mirroring de OpenVOS. La selección de uno de estos tipos de RAID permite utilizar el menor número de unidades de disco físico para un punto de capacidad determinado, aunque, a cambio de una menor disponibilidad. Dadas estas restricciones y las implicaciones de disponibilidad, Stratus no recomienda el uso de estos tipos de RAID.
Si no puede decidir si seleccionar un tipo de RAID basado en la paridad o en la réplica, entonces la elección prudente es utilizar uno de los tipos de RAID de la réplica, ya que ofrecerán las mejores características de rendimiento y disponibilidad en la mayoría de las aplicaciones.
3.0 División de los VDISKs en LUNs
Antes de que un VDISK pueda ser usado por OpenVOS, primero debe ser dividido en uno o más LUNs. Cada LUN está asignado a un disco miembro de VOS específico. Uno o más discos miembros se combinan en un único disco lógico de OpenVOS.
Mientras que el arreglo de Almacenamiento ftScalable soporta la partición de un VDISK en múltiples LUNs, esto puede introducir penalidades de rendimiento significativas que afectan tanto el rendimiento de E/S como la latencia para todos los LUNs en ese VDISK. Como resultado, Stratus no recomienda configuraciones que utilicen múltiples LUNs por VDISK para los datos del cliente.
Hay varias razones para las penalizaciones de rendimiento que se ven al ejecutar configuraciones de Multi-LUN VDISK, pero las básicas son la contención del disco y las búsquedas de cabeza. Cada vez que el arreglo ftScalable Storage tiene que satisfacer una solicitud de E/S a uno de los LUN en una configuración VDISK multi-LUN, tiene que buscar los cabezales físicos de la unidad de disco. Cuantos más LUNs haya en un VDISK, más movimiento de cabezales se produce. Cuanto más movimiento de cabezales hay, mayores son las latencias a medida que aumenta la contención del disco. Recuerda, todas las E/S deben ser eventualmente manejadas por las unidades de disco físico que componen el VDISK; la memoria caché del array no puede reemplazar esta E/S física.
Stratus ha realizado pruebas de referencia que demuestran que el rendimiento de E/S agregado de un VDISK de 4 LUN es aproximadamente la mitad del rendimiento del mismo VDISK configurado como un solo LUN, mientras que la latencia media puede ser más de cuatro veces mayor.
Las tablas 1 y 2 muestran los impactos que el uso de múltiples LUNs por VDISK tiene sobre el rendimiento. Estos gráficos muestran el agregado de E/S de escritura por segundo (IOPS) y las latencias máximas en milisegundos (ms) que se observan cuando se utiliza un RAID-5 VDISK de 4 unidades configurado con uno, dos o tres LUNs.
NOTA: Estos gráficos se basan en los resultados de Stratus pruebas de laboratorio internas bajo condiciones controladas. Los resultados reales pueden variar.
Gráficos 1 y 2. Múltiples LUNs por VDISK Impactos en el rendimiento
4.0 Asignación de los discos lógicos de OpenVOS a los LUNs
El enfoque más simple es asignar cada disco miembro dentro de un disco lógico OpenVOS a un LUN. Si necesita un disco lógico VOS que sea más grande que un único LUN, o si quiere los beneficios de rendimiento de la separación, puede crear un disco lógico VOS de varios miembros, donde cada disco miembro es un único LUN.
La Figura 1 muestra la relación entre las unidades de disco físico, los VDISKs y los LUNs de la matriz de Almacenamiento ftScalable y los discos lógicos OpenVOS. Este es un ejemplo de un disco lógico OpenVOS simple, que consiste en dos discos miembros, donde cada disco miembro es un solo RAID1 VDISK / LUN en un arreglo de Almacenamiento ftScalable.
5.0 Discos Lógicos Multi-Miembros OpenVOS contra los VDISKs RAID-10 escalables a pie de máquina
Ahora hay una variedad de formas en las que se puede implementar el striping en OpenVOS. Antes del lanzamiento del almacenamiento ftScalable, el único método disponible era usar múltiples unidades de disco físico configuradas como un disco lógico de varios miembros de VOS. Con la llegada de ftScalable Storage, puede crear VDISKs RAID-10 donde el arreglo maneja todo el rayado, o incluso una combinación de ambos métodos, combinando múltiples LUNs, cada uno de los cuales es un VDISK, en un solo disco lógico VOS de varios miembros.
Si desea utilizar el rayado, Stratus recomienda utilizar VDISKs de tipo RAID sin rayado (por ejemplo, RAID-1 o RAID-5), con un solo LUN por VDISK, y combinarlos en discos lógicos VOS de varios miembros. Esto permite a OpenVOS mantener una cola de discos separada para cada LUN, maximizando el rendimiento y minimizando la latencia. Dicho esto, revise la Sección 6.0, "Profundidad de la cola deOpenVOS y almacenamiento ftScalable" para algunas consideraciones sobre el número de LUNs asignados y las posibles implicaciones de rendimiento.
6.0 Profundidad de la cola de OpenVOS y almacenamiento ftScalable
Todas las matrices de almacenamiento, unidades de disco físico, HBAs de canal de fibra y sistemas operativos modernos tienen colas de varios tamaños para las solicitudes de E/S. La profundidad de la cola define básicamente cuántas solicitudes de E/S únicas pueden estar pendientes (en cola) para un dispositivo específico en un momento dado.
La condición de cola completa se produce cuando un dispositivo se vuelve extremadamente ocupado y no puede añadir ninguna solicitud de E/S adicional a su cola. Cuando existe una condición de cola completa, las nuevas solicitudes de E/S se abortan y se vuelven a probar hasta que haya espacio en la cola de nuevo. Esto provoca un aumento de la latencia de E/S, un aumento de los tiempos de respuesta de las aplicaciones y una disminución del rendimiento de E/S.
OpenVOS mantiene una cola separada con una profundidad de cola por defecto de doce por cada LUN. Cada puerto host (Fibre Channel) en la matriz de almacenamiento ftScalable tiene una sola cola con una profundidad de 128.
En las configuraciones de OpenVOS con un gran número de LUNs, es posible llenar las colas de puertos de host en la matriz de Almacenamiento ftScalable con un número relativamente pequeño de LUNs muy ocupados. Esto da lugar a solicitudes de E/S para otros LUNs que reciben una cola con estado de condición completa, retrasándolos a ellos y a su solicitud. Debe equilibrar cuidadosamente el número de LUNs utilizados en su configuración y, si es necesario, consultar con Stratus para ajustar la configuración de profundidad de la cola de OpenVOS según sea necesario.
7.0 Asignación de archivos a los discos lógicos VOS
Cuando sea posible, asigne los archivos de acceso aleatorio y los de acceso secuencial a discos lógicos separados. La mezcla de los dos tipos de métodos de acceso a los archivos en el mismo disco lógico aumenta el tiempo en el peor de los casos (latencia máxima) necesario para acceder a los archivos de acceso aleatorio y reduce el máximo rendimiento posible de los archivos de acceso secuencial. También tenga en cuenta que puede utilizar un tipo de RAID diferente para cada disco lógico, para que coincida mejor con el tipo de acceso de E/S.
8.0 Balanceando VDISKs entre los controladores de almacenamiento
La matriz de almacenamiento ftScalable tiene un diseño de controlador de almacenamiento activo-activo, con dos controladores que procesan activamente las E/S. Sin embargo, cada VDISK se asigna a un controlador de almacenamiento específico cuando se le asigna; ya sea el controlador A o el controlador B. Todas las E/S de un VDISK específico son manejadas por el controlador de almacenamiento asignado. Si no se especifica qué controlador se desea asignar a un VDISK concreto, el array de Almacenamiento escalable ftScalable los asigna de forma circular, alternando entre los dos controladores.
Aunque esto puede equilibrar el número de VDISKs entre los dos controladores de almacenamiento, puede que no asegure que la carga de trabajo de E/S se divida de forma uniforme. Por ejemplo, suponga que tiene 6 VDISKs en su configuración, llamados VDISK1 a VDISK6. VDISK1 y VDISK3 manejan todos sus datos primarios en línea y ambos son muy intensivos en E/S, mientras que el resto de los VDISKs manejan datos de archivo fuera de línea y están mucho menos ocupados.
Si no asignó explícitamente los VDISKs a los controladores, terminará con VDISK1, VDISK3 y VDISK5 asignados al controlador A, mientras que VDISK2, VDISK4 y VDISK6 estarán en el controlador B. Esto resultaría en una carga de E/S desequilibrada entre los dos controladores de almacenamiento.
Debe tener en cuenta las cargas de trabajo de E/S estimadas cuando asigne sus VDISKs y, si es necesario, asignar manualmente VDISKs específicos a los controladores durante el proceso de creación del VDISK. Si encuentra que su carga de trabajo cambia o que tiene una asignación de E/S desequilibrada, puede reasignar un VDISK existente a un nuevo controlador de almacenamiento.
PRECAUCIÓN: Cambiar la propiedad del controlador de un VDISK es una operación perturbadora y no puede hacerse sin afectar temporalmente el acceso a sus datos mientras el VDISK se mueve entre los dos controladores y se reasigna el número LUN. Esto no se puede hacer a los discos lógicos de OpenVOS en línea. Consulte con Stratus para obtener ayuda antes de realizar esta operación.
9.0 Configuraciones de VDISK individuales
Si bien es posible crear un único VDISK de gran tamaño en un arreglo de Almacenamiento ftScalable, debe evitar hacerlo ya que esto tiene implicaciones que afectan el rendimiento y no es recomendado por Stratus.
Como se describió anteriormente, hay dos controladores de almacenamiento dentro de cada conjunto de almacenamiento ftScalable, que funcionan en un modo activo-activo. Cada VDISK está asignado a un controlador de almacenamiento específico que posee y ejecuta todo el procesamiento de E/S para ese VDISK. En una única configuración de VDISK, se reduce a la mitad el rendimiento total disponible de la matriz de Almacenamiento ftScalable, ya que sólo uno de los dos controladores de almacenamiento procesará todas las solicitudes de E/S.
En las configuraciones de OpenVOS, hay una cola separada de peticiones de discos de E/S para cada LUN. Al tener un solo VDISK, se minimiza la capacidad de OpenVOS de enviar peticiones de E/S en paralelo a la matriz de Almacenamiento ftScalable, degradando de nuevo su rendimiento y latencia de E/S en general.
10.0 Implicaciones del tamaño del VDISK / LUN en OpenVOS
10.1 Capacidad bruta frente a capacidad utilizable
El sistema operativo OpenVOS utiliza metadatos para asegurar el mayor grado de integridad de los datos del disco. Estos metadatos se almacenan como un sector físico separado de los datos en sí. Como resultado, OpenVOS utiliza nueve sectores físicos para almacenar cada ocho sectores de datos utilizables.
Al configurar los VDISKs y LUNs ftScalable, recuerde que el tamaño presentado a OpenVOS representa la capacidad de RAW y no refleja los metadatos de la sobrecarga. Su capacidad utilizable es aproximadamente 8/9 (88%) del tamaño físico bruto del VDISK / LUN. Además, OpenVOS también reserva aproximadamente 1,1 GB de espacio para la partición escuchada.
OpenVOS normalmente utiliza el almacenamiento en un LUN redondeado al límite de 5 GB más cercano. Esto permite la asociación de LUNS con tamaños ligeramente diferentes. La única excepción a este redondeo es para LUNs que coinciden exactamente con el tamaño de ciertos tipos de disco de legacy OpenVOS (por ejemplo, un D913, o D914).
10.2 Segmentos de disco OpenVOS, dimensionamiento de LUN y recuento de LUN
OpenVOS tiene un máximo de 254 segmentos de disco direccionables por módulo VOS, donde cada segmento de disco puede direccionar aproximadamente 34 GB de almacenamiento. Esto da como resultado un máximo de aproximadamente 8,6 TB (Terabytes) de almacenamiento direccionable dúplex en OpenVOS. Cada disco lógico de OpenVOS consume al menos un segmento de disco.
Estas dos restricciones deben ser consideradas cuando se asignen los tamaños y recuentos de VDISK / LUN. Dado que cada disco lógico requiere al menos un segmento, el uso de muchos VDISKs / LUNs pequeños puede reducir sustancialmente la cantidad máxima total de capacidad de almacenamiento que puede ser configurada en su sistema OpenVOS. Para maximizar aún más la cantidad de almacenamiento configurable en su sistema OpenVOS, cree LUNs con un múltiplo integral de 34 GB utilizables (38,6 GB sin procesar) para minimizar el número de segmentos de disco necesarios para un disco lógico específico.
10.3 Restricciones POSIX sobre el tamaño del disco lógico
El número de miembros del disco y el tamaño total de un disco lógico VOS determinan el tamaño de los números de inodo generados que utilizan las aplicaciones POSIX. En las versiones actuales de VOS, ese valor está restringido a 32 bits, lo que permite un tamaño de disco lógico de aproximadamente 545 GB. Si se excede ese límite, el comando initialize_disk de VOS genera una advertencia de que esto podría presentar un problema de compatibilidad para sus aplicaciones POSIX existentes.
Si todas sus aplicaciones POSIX que acceden a los discos lógicos han sido recompiladas en OpenVOS 17.1 con el símbolo del preprocesador _VOS_LARGE_INODE definido, y rebotan con las rutinas de tiempo de ejecución de OpenVOS 17.1 POSIX que soportan números inode de 32 y 64 bits, no hay ningún problema. El mensaje de advertencia para ese disco puede ser ignorado y/o suprimido con la opción -no_check_legacy_inodes añadida al comando initialize_disk en la versión 17.1 de OpenVOS y posteriores.
Consulte los documentos Boletín de lanzamiento de software: OpenVOS Versión 17.1 (R622-01) y Administración del Sistema OpenVOS: Administración de Discos y Cintas (R284-12) para más información.
11.0 Inserciones y retiros de discos físicos: Impactos en el rendimiento de E/S
El arreglo de Almacenamiento escalable ftScalable soporta la inserción y remoción en línea de unidades de disco físico sin apagar el arreglo, o detener el host y/o la aplicación. Después de que se insertan o se quitan una o más unidades, el arreglo de Almacenamiento escalable ftScalable debe pasar por un proceso de remapeo de la topología del disco físico subyacente para determinar si hay unidades de disco físico reubicadas, quitadas o recién insertadas. Esto se denomina "reexploración".
Estas rescansos se hacen automáticamente por la matriz de Almacenamiento ftScalable, sin ningún comando manual del operador. Mientras se realiza este proceso de reexploración, cualquier solicitud de E/S pendiente puede retrasarse temporalmente hasta que se haya completado.
En la matriz de almacenamiento de primera generación ftScalable, la inserción de una unidad podría causar múltiples retrasos de E/S que oscilarían entre 4 y 7 segundos en un período de aproximadamente 40 segundos. La extracción de una unidad suele provocar dos retardos de E/S de entre 3 y 11 segundos en un período de aproximadamente 15 segundos.
Con la última generación de la matriz ftScalable Storage G2, los retardos de E/S resultantes de las inserciones o extracciones de la unidad son ahora de 3 segundos o menos.
NOTA: Estos son los resultados de las pruebas de laboratorio internas de Stratus bajo condiciones controladas con las últimas versiones de FW y con las configuraciones físicas máximas de disco (3 cajas por arreglo con 36 unidades para el arreglo de primera generación ftScalable Storage, o 72 unidades para el arreglo ftScalable Storage G2). Los resultados reales pueden variar dependiendo de la configuración específica y la carga de trabajo.
Hay varias recomendaciones que pueden reducir al mínimo los efectos que los retrasos de E/S que se producen durante el proceso de reexploración podrían tener en su aplicación sensible a la latencia.
- Configurar al menos una unidad de disco física como unidad de repuesto y utilizar VDISKs de tipo RAID tolerantes a fallos. Al asignar una unidad de repuesto y utilizar tipos RAID tolerantes a fallos, el arreglo de Almacenamiento ftScalable puede eliminar automáticamente un disco físico marginal o con fallos de un VDISK e iniciar el proceso de recuperación sin necesidad de insertar o extraer ninguna unidad, evitando así un reexamen. Puede reemplazar el disco que falla durante un período menos crítico.
- Si se utilizan VDISKs tipo RAID no tolerantes a las fallas (RAID-0, NRAID), la SRA recomienda crear un VDISK adicional como repuesto de reserva. Puede utilizar este VDISK de reserva como disco miembro de repuesto y re-duplex utilizando la duplicación OpenVOS para proporcionar redundancia. Esto le permite reemplazar el disco que falla durante un período menos crítico.
- No mueva los discos físicos para conservar las posiciones específicas de las ranuras del recinto después de las operaciones de servicio. El diseño de la matriz de almacenamiento ftScalable no requiere que las unidades físicas de un VDISK permanezcan en las mismas posiciones de las ranuras de la carcasa que cuando fueron asignadas.
- No retire físicamente las unidades de disco marginales o con fallos hasta que se reciba un reemplazo y esté listo para ser instalado al mismo tiempo. Al coordinar las extracciones e inserciones de unidades físicas, puede minimizar el número de veces que se produce un proceso de reexploración, ya que pueden producirse múltiples cambios en la topología de la unidad dentro de un proceso de reexploración.
Resumen
La combinación del sistema operativo OpenVOS con los arreglos de almacenamiento ftScalable le ofrece un entorno de almacenamiento robusto, escalable y flexible para alojar sus aplicaciones más críticas. Al comprender los beneficios y desventajas de los diversos tipos de RAID, topologías de LUN y opciones de configuración disponibles, puede crear una disposición de almacenamiento óptima para satisfacer sus necesidades de negocio, rendimiento y disponibilidad.