Abstract
Gli array ftScalableTM Storage e ftScalable Storage G2 sono sottosistemi di storage hardware altamente flessibili e scalabili. La comprensione dei vantaggi e delle insidie dei vari tipi di RAID e delle opzioni di configurazione, in particolare di come interagiscono con il sistema operativo OpenVOS, permette di creare una topologia ottimale del disco.
Questo white paper descrive in dettaglio i vari tipi di RAID supportati da ftScalable Storage, delineando i loro punti di forza e di debolezza, gli usi tipici e i modi per progettare la topologia del disco più adatta alla vostra applicazione OpenVOS.
Terminologia
Il seguente glossario definisce alcuni termini comuni dell'industria del magazzinaggio utilizzati in questo documento.
Modalità degradata. La modalità di funzionamento di un VDISK dopo che una delle sue unità disco fisiche si è guastata, ma prima che inizi qualsiasi operazione di recupero. Mentre in questa modalità di funzionamento, il VDISK non è completamente ridondante, e un successivo guasto del disco fisico potrebbe causare la perdita di questo VDISK.
HBA o adattatore bus host. Una scheda di circuito PCI-X o PCI-e o un adattatore di circuito integrato che fornisce l'elaborazione di input/output (I/O) e la connettività fisica tra un server e un dispositivo di memorizzazione.
Disco logico. Un volume logico OpenVOS che contiene uno o più dischi membri. Ogni disco membro è o un singolo disco fisico in un contenitore di dischi D910 Fibre Channel, o un LUN in un array di storage scalabile in ft o una coppia di dischi duplex di entrambi i tipi o di entrambi i tipi.
LUN o unità logica. O una suddivisione di, o un intero VDISK in un array di storage scalabile in ft.
Disco logico multi-membro. Un volume logico OpenVOS composto da almeno due coppie di dischi membri duplex con dati striping su tutte le coppie di dischi membri.
RAID in testa. La quantità di capacità fisica dell'unità utilizzata in un tipo di RAID specifico per fornire ridondanza. Ad esempio, in un VDISK RAID1, questo sarebbe il 50% della capacità totale delle unità fisiche che compongono il VDISK, poiché i dati su ogni unità sono duplicati su un'unità partner in mirroring.
Modalità di recupero. La modalità di funzionamento del VDISK mentre è in fase di ricostruzione dopo un guasto dell'unità. Mentre in questa modalità di funzionamento, il VDISK non è completamente ridondante e un successivo guasto fisico del drive potrebbe causare la perdita di questo VDISK.
Spogliarello. Un metodo per migliorare le prestazioni di I/O rompendo i dati in blocchi e scrivendo i blocchi su più dischi fisici.
VDISK o disco virtuale. Un gruppo di una o più unità disco fisiche in un array di storage scalabile ftScalable, organizzato utilizzando un tipo di RAID specifico in quello che appare al sistema operativo come uno o più dischi, a seconda del numero di LUN definito.
I termini "VOS" e "OpenVOS" sono usati in questo documento in riferimento ai sistemi operativi VOS e OpenVOS di Stratus.
1.0 Tipi di RAID
L'array ftScalable Storage supporta una varietà di tipi di RAID. Questi includono: tipi RAID non tolleranti ai guasti (RAID-0, NRAID), tipi RAID basati sulla parità (RAID-3, RAID-5 e RAID-6), tipi RAID speculari (RAID-1) e tipi RAID combinati (RAID-10, RAID-50). È necessario specificare un tipo di RAID quando si crea ogni VDISK.
Ogni tipo di RAID ha caratteristiche uniche di disponibilità, costo, prestazioni, scalabilità e manutenibilità. La loro comprensione consente di effettuare una selezione informata durante la creazione della topologia del disco array.
1.1 Tipi di RAID non a prova di errore
Ci sono due tipi di RAID non a tolleranza di errore disponibili in ftScalable Storage, RAID-0 e NRAID.
1.1.1 RAID-0
Un RAID-0 VDISK è costituito da almeno due unità disco fisiche, con dati striping su tutte le unità disco fisiche del set. Esso fornisce i più alti gradi di prestazioni di I/O, ma non offre alcuna tolleranza ai guasti. La perdita di qualsiasi unità disco fisica causerà la perdita totale di dati in questo VDISK.
Poiché il RAID-0 è un tipo di RAID non tollerante ai guasti, l'array ftScalable Storage non può mettere automaticamente fuori servizio unità disco fisiche marginali o in avaria e ricostruire proattivamente i dati utilizzando un'unità disco di riserva disponibile. Invece, il ripristino dipende completamente dal tradizionale sistema OpenVOS di tolleranza ai guasti tramite dischi duplex.
Di conseguenza, per ricreare e ripristinare un qualsiasi VDISK RAID-0 sono necessarie una serie di operazioni di servizio manuale (cancellare il VDISK guasto, rimuovere fisicamente il disco fisico guasto, installare un'unità fisica sostitutiva, ricreare il VDISK, riformattare il disco logico, ri-duplex via VOS). I dati vengono semplificati fino al completamento di tutte queste operazioni di recupero. Per ulteriori informazioni sugli impatti che gli inserimenti o le rimozioni di dischi fisici hanno sull'elaborazione degli I/O, vedere Sezione 11.0, "Inserimenti e rimozioni di dischi fisici": Impatti sulle prestazioni di I/O".
Stratus non consiglia di utilizzare questo tipo di RAID senza utilizzare anche il mirroring basato su software disponibile in OpenVOS. Anche con il mirroring di OpenVOS, si dovrebbe considerare fortemente il potenziale di perdita di dati, date le operazioni di servizio manuale e il relativo tempo necessario per ripristinare la piena ridondanza dei dati.
1.1.2 NRAID
Un NRAID VDISK è fondamentalmente un singolo disco fisico senza alcuna tolleranza ai guasti. Non offre alcuno striping e quindi ha le caratteristiche prestazionali di un singolo disco fisico. I NRAID VDISK hanno tutte le stesse caratteristiche di disponibilità e manutenibilità di un RAID-0 VDISK.
1.2 Tipi di RAID basati sulla parità: RAID-3, RAID-5, RAID-50 e RAID-6
L'array ftScalable Storage supporta quattro tipi di VDISK basati sulla parità: RAID-3, RAID-5, RAID-50 e RAID-6. Dato il basso utilizzo di RAID-3 e RAID-50, questo whitepaper si concentra sui tipi RAID-5 e RAID-6 più comunemente usati.
Questi tipi di RAID utilizzano algoritmi basati sulla parità e lo striping per offrire un'elevata disponibilità ad un costo ridotto rispetto al mirroring. Un RAID-5 VDISK utilizza l'equivalente di capacità di un'unità disco fisica per la memorizzazione dei dati di parità generati da XOR, mentre un RAID-6 VDISK utilizza l'equivalente di due unità disco fisiche, dato che sia XOR che Reed-Solomon generano e memorizzano i dati di parità. Sia RAID-5 che RAID-6 VDISK distribuiscono la parità e i blocchi di dati tra tutte le unità disco fisiche del set.
I VDISK che utilizzano tipi di RAID basati sulla parità richiedono meno capacità di memorizzazione per l'overhead RAID rispetto ai tipi di RAID con mirroring. Il numero minimo di unità disco fisiche per creare un VDISK RAID-5 è tre, mentre un RAID-6 ne richiede almeno quattro.
Un RAID-5 VDISK può sopravvivere ad un guasto di un singolo disco senza perdita di dati, mentre un RAID-6 VDISK può sopravvivere a due guasti del disco. L'array ftScalable Storage può rimuovere proattivamente un'unità disco fisica marginale o in avaria dal VDISK senza compromettere la disponibilità dei dati. Inoltre, se è disponibile un drive di riserva, la modalità di ripristino si avvia automaticamente senza alcun intervento dell'operatore, inserimenti di drive fisici, o la necessità di ri-duplicare i dischi logici in OpenVOS in quanto viene gestito in modo trasparente al sistema operativo. È quindi possibile programmare un orario per sostituire il drive del disco guasto e creare un nuovo disco di riserva. Tuttavia, vedere Sezione 11.0, "Inserimenti e rimozioni di unità disco fisiche: Impatti sulle prestazioni di I/O", per ulteriori informazioni sugli impatti che la rimozione e l'inserimento di un disco fisico hanno sull'elaborazione degli I/O.
Entrambi i tipi offrono eccellenti prestazioni di lettura, ma le prestazioni di scrittura sono influenzate dalla necessità di scrivere non solo il blocco dati, ma anche dal calcolo e dalle operazioni di lettura / modifica / riscrittura necessarie per il blocco o i blocchi di parità. Un VDISK RAID-5 o RAID-6 VDISK che gira in modalità degradata dopo il guasto di un singolo disco fisico ha un impatto medio sulla velocità di trasmissione. Tuttavia, un VDISK in modalità di recupero con dati in fase di ricostruzione ha un impatto elevato sul throughput.
Un RAID-6 VDISK che gira in modalità degradata a causa di due unità disco fisiche guaste ha un impatto medio-alto sul throughput, mentre un RAID-6 VDISK che gira in modalità di ripristino con due unità in fase di ricostruzione ha un impatto estremamente alto sul throughput.
Esaminare la Tabella 1 per l'impatto stimato all'I/O quando si esegue con un VDISK RAID-5 o RAID-6 in modalità degradata o di ripristino.
NOTA: Si tratta di stime, e l'impatto effettivo nel vostro ambiente può variare a seconda della configurazione, del carico di lavoro e del profilo I/O dell'applicazione.
Tabella 1. Stima del degrado delle prestazioni di I/O
| RAID 5 / RAID 6 Modo degradato Guasto di una singola unità |
RAID 5 / RAID 6 Modalità di recupero Guasto di una singola unità |
RAID 6 Modo degradato Guasto del doppio azionamento |
RAID 6 Modalità di recupero Guasto del doppio azionamento |
|
| Leggi Perf. | 40 – 50% | 50 – 60% | 50 – 60% | 60 – 70% |
| Scrivi Perf. | 10 – 15% | 15 – 25% | 20 – 25% | 25 – 35% |
1.3 Tipi di RAID a specchio: RAID-1 e RAID-10
Con ftScalable Storage, è possibile creare due tipi di mirroring RAID VDISK, RAID-1 e RAID-10.
1.3.1 RAID-1:
Un RAID-1 VDISK è una semplice coppia di unità disco fisiche con mirroring. Offre buone prestazioni di lettura e scrittura e può sopravvivere alla perdita di un singolo disco fisico senza influire sulla disponibilità dei dati. Le letture possono essere gestite da entrambi i dischi fisici, mentre le scritture devono essere scritte su entrambi i dischi. Poiché tutti i dati vengono sottoposti a mirroring in un VDISK RAID-1, c'è un alto grado di overhead RAID rispetto ai tipi RAID basati sulla parità.
Il recupero da un'unità disco fisica fallita è un'operazione semplice, che richiede solo un ri-specchio da parte del partner sopravvissuto. L'array ftScalable Storage può rimuovere in modo proattivo un'unità disco fisica marginale o in avaria da un RAID-1 VDISK senza influire sulla disponibilità dei dati. Come per i tipi RAID basati sulla parità, se è disponibile un'unità di riserva, la modalità di ripristino si avvia automaticamente senza alcun intervento dell'operatore, inserimenti di unità fisiche, o la necessità di ri-duplicare il disco logico in OpenVOS in quanto viene gestito in modo trasparente al sistema operativo. È quindi possibile programmare un tempo per sostituire il drive del disco guasto e creare un nuovo disco di riserva. Detto questo, vedere Sezione 11.0, "Inserimenti e rimozioni di dischi fisici: Impatti sulle prestazioni di I/O", per ulteriori informazioni sugli impatti che la rimozione e l'inserimento di un disco fisico hanno sull'elaborazione degli I/O.
In genere c'è un piccolo impatto sulle prestazioni durante l'esecuzione in modalità degradata o di recupero.
1.3.2 RAID-10:
Un RAID-10 VDISK è composto da due o più coppie di dischi RAID-1, con blocchi di dati disposti a strisce su tutti i dischi. Un RAID-10 VDISK offre elevate prestazioni, scalabilità e la capacità di sopravvivere potenzialmente a più guasti fisici del disco senza perdere dati. La manutenibilità, l'overhead RAID e l'impatto sulle prestazioni durante l'esecuzione in modalità degradata o di recupero è simile a quella di un RAID-1 VDISK.
1.3.3 Riepilogo delle caratteristiche del tipo RAID
La tabella 2 riassume le caratteristiche dei tipi di RAID discussi. Essa valuta i VDISK di ogni tipo in diverse categorie su una scala da 0 a 5, dove 0 è molto scarso e 5 è molto buono. Si dovrebbero confrontare i valori solo all'interno di ogni riga; i confronti tra le righe non sono validi.
Tabella 2. Caratteristiche del tipo RAID
| Categoria | NRAID | RAID-0 | RAID-1 | RAID-10 | RAID-5 | RAID-6 |
| Disponibilità | 0 | 0 | 3 | 5 | 4 | 5 |
| RAID Overhead | 5 | 5 | 0 | 0 | 3 | 2 |
| Leggi le prestazioni | 3 | 5 | 4 | 5 | 4 | 4 |
| Scrivere Performance | 3 | 5 | 3 | 4 | 2 | 2 |
| Prestazioni in modalità degradata | N/A | N/A | 3 | 5 | 2 | 1 |
| Prestazioni della modalità di recupero | N/A | N/A | 3 | 5 | 2 | 1 |
2.0 Selezione del tipo di RAID
Ogni tipo di RAID ha vantaggi e svantaggi specifici. Comprendendoli, è possibile selezionare il tipo di RAID più adatto al proprio ambiente. Tenere presente che è possibile creare più VDISK che utilizzano uno qualsiasi dei tipi di RAID supportati dall'array ftScalable Storage, consentendo di progettare un layout RAID ottimale per la propria applicazione e l'ambiente di sistema. Non è necessario utilizzare lo stesso tipo di RAID per tutti i VDISK dell'array ftScalable Storage.
NOTA: l'uso da parte di Stratusdi un tipo di RAID specifico e della topologia LUN per il volume del sistema OpenVOS non implica che sia il tipo di RAID ottimale per la vostra applicazione o i vostri dati.
Per i dati e le applicazioni in cui la velocità di scrittura o la latenza non è critica (ad esempio, l'elaborazione in batch), o che sono fortemente polarizzate verso la lettura o la scrittura, RAID-5 è una buona scelta. In cambio dell'accettazione di una minore prestazione in scrittura e di una maggiore latenza, è possibile utilizzare meno unità disco fisiche per una data capacità, pur raggiungendo un alto grado di tolleranza ai guasti. Tuttavia, è necessario considerare anche l'impatto che l'esecuzione con un VDISK in modalità degradata o di ripristino potrebbe avere sulla propria applicazione. Le prestazioni complessive di I/O e la latenza durante la modalità degradata e di ripristino soffrono di più con i tipi di RAID basati sulla parità rispetto ai tipi di RAID in mirroring.
Per dati e applicazioni che richiedono una velocità di scrittura ottimale con latenze minime (ad esempio, sistemi di elaborazione delle transazioni online), che eseguono più scritture che letture o che non possono tollerare prestazioni degradate in caso di guasto fisico dell'unità, i tipi RAID con mirroring (RAID-1 o RAID-10) offrono una soluzione migliore. Questi tipi di RAID eliminano gli I/O aggiuntivi risultanti dalla penalità di lettura prima della scrittura per i dati di parità di RAID-5 o RAID-6, quindi la scrittura dei dati è un'operazione semplice. RAID-10 è generalmente una scelta migliore di RAID-1 perché permette di strippare i dati su più unità fisiche, il che può aumentare significativamente le prestazioni complessive di lettura e scrittura. Tuttavia, si veda la Sezione 5.0, "OpenVOS Multi-Member Logical Disks Versus ftScalable RAID-10 VDISKs" e la Sezione 6.0, "OpenVOS Queue Depth and ftScalable Storage" per ulteriori informazioni sulla coda di I/O OpenVOS, sui conteggi LUN e sulle considerazioni sullo striping.
Per dati e applicazioni che possono tollerare periodi più lunghi con dati simplexed dopo un guasto del disco, o che non sono molto sensibili a latenze più lunghe, si possono prendere in considerazione i VDISK NRAID e RAID-0, solo se utilizzati con il mirroring di OpenVOS. La selezione di uno di questi tipi di RAID permette di utilizzare il minor numero di unità disco fisiche per un dato punto di capacità, anche se, in cambio di una minore disponibilità. Date queste restrizioni e le implicazioni di disponibilità, Stratus non raccomanda l'uso di questi tipi di RAID.
Se non si riesce a decidere se scegliere un tipo di RAID basato sulla parità o mirroring, allora la scelta prudente è quella di utilizzare uno dei tipi di RAID mirroring, in quanto offrono le migliori caratteristiche di prestazioni e disponibilità nella maggior parte delle applicazioni.
3.0 Suddivisione dei VDISK in LUN
Prima che un VDISK possa essere utilizzato da OpenVOS, deve essere prima partizionato in una o più LUN. Ogni LUN è assegnato ad uno specifico disco membro di VOS. Uno o più dischi membri sono combinati in un unico disco logico OpenVOS.
Mentre l'array di storage ftScalable supporta il partizionamento di un VDISK in più LUN, questo può introdurre significative penalizzazioni delle prestazioni che influiscono sia sulla capacità di I/O che sulla latenza di tutte le LUN di quel VDISK. Di conseguenza, Stratus non raccomanda configurazioni che utilizzano più LUN per VDISK per i dati dei clienti.
Ci sono diverse ragioni per le penalità in termini di prestazioni viste nell'esecuzione di configurazioni multi-LUN VDISK, ma quelle di base sono la contesa del disco e la ricerca della testa. Ogni volta che l'array ftScalable Storage deve soddisfare una richiesta di I/O ad una delle LUN in una configurazione multi-LUN VDISK, deve cercare le testine fisiche del disco. Più sono i LUN che compongono un VDISK, maggiore è il movimento della testina. Maggiore è il movimento della testina, maggiori sono le latenze che si verificano all'aumentare della contesa del disco. Ricordate, tutti gli I/O devono essere gestiti dalle unità disco fisiche che compongono il VDISK; la memoria cache dell'array non può sostituire questi I/O fisici.
Stratus ha eseguito dei benchmark che dimostrano che il throughput aggregato di I/O di un VDISK a 4 LUN è circa la metà del throughput dello stesso VDISK configurato come un singolo LUN, mentre la latenza media può essere oltre quattro volte maggiore.
I grafici 1 e 2 mostrano gli impatti che l'utilizzo di più LUN per VDISK ha sulle prestazioni. Questi grafici mostrano l'aggregato di I/O di scrittura al secondo (IOPS) e le latenze massime in millisecondi (ms) viste quando si usa un VDISK RAID-5 a 4 unità configurato con una, due o tre LUN.
NOTA: Questi grafici si basano sui risultati dei test di laboratorio interni di Stratus in condizioni controllate. I risultati effettivi possono variare.
Grafici 1 e 2. Impatti di prestazione di più LUN per VDISK
4.0 Assegnazione dei dischi logici OpenVOS ai LUN
L'approccio più semplice è quello di assegnare ogni disco membro all'interno di un disco logico OpenVOS ad un LUN. Se si ha bisogno di un disco logico VOS più grande di un singolo LUN, o se si vogliono i vantaggi prestazionali dello striping, si può creare un disco logico VOS multi-member, dove ogni disco membro è un singolo LUN.
La Figura 1 mostra la relazione tra le unità disco fisiche, i VDISK e i LUN sull'array ftScalable Storage e i dischi logici OpenVOS. Questo è un esempio di un semplice disco logico OpenVOS, composto da due dischi membri, dove ogni disco membro è un singolo RAID1 VDISK / LUN su un array ftScalable Storage.
5.0 Dischi logici multi-membro OpenVOS rispetto ai VDISK RAID-10 scalabili in formato ftScalable
Ci sono ora diversi modi in cui è possibile implementare lo striping in OpenVOS. Prima del rilascio di ftScalable Storage, l'unico metodo disponibile era quello di utilizzare più unità disco fisiche configurate come un disco logico multi-membro VOS. Con l'avvento di ftScalable Storage, è possibile creare VDISK RAID-10 dove l'array gestisce tutto lo striping, o anche una combinazione di entrambi i metodi, combinando più LUN, ognuno dei quali è un VDISK, in un unico disco logico VOS multi-member.
Se si desidera utilizzare lo striping, Stratus consiglia di utilizzare VDISK di tipo RAID non striping (ad esempio, RAID-1 o RAID-5), con un singolo LUN per VDISK, e di combinarli in dischi logici multi-membro VOS. Questo permette ad OpenVOS di mantenere una coda di dischi separata per ogni LUN, massimizzando il throughput e minimizzando la latenza. Detto questo, rivedere la Sezione 6.0, "OpenVOS Queue Depth and ftScalable Storage" per alcune considerazioni riguardanti il numero di LUN allocate e le potenziali implicazioni in termini di prestazioni.
6.0 Profondità della coda di OpenVOS e archiviazione scalabile ftScalable
Tutti gli array di storage, le unità disco fisiche, gli HBA Fibre Channel e i moderni sistemi operativi hanno code di varie dimensioni per le richieste di I/O. La profondità della coda definisce fondamentalmente quante richieste di I/O uniche possono essere in attesa (in coda) per uno specifico dispositivo in un dato momento.
Una condizione di coda completa si verifica quando un dispositivo diventa estremamente occupato e non può aggiungere ulteriori richieste di I/O nella sua coda. Quando esiste una condizione di coda completa, le nuove richieste di I/O vengono interrotte e riprovate fino a quando non c'è di nuovo spazio sulla coda. Questo causa un aumento della latenza di I/O, un aumento dei tempi di risposta delle applicazioni e una diminuzione del throughput di I/O.
OpenVOS mantiene una coda separata con una profondità di coda predefinita di dodici per ogni LUN. Ogni porta host (Fibre Channel) sull'array ftScalable Storage ha una singola coda con una profondità di 128.
Nelle configurazioni OpenVOS con un gran numero di LUN, è possibile riempire le code delle porte host sull'array ftScalable Storage con un numero relativamente piccolo di LUN molto occupate. Questo si traduce in richieste di I/O per altre LUN che ricevono uno stato di condizione di coda completa, ritardando loro e la vostra applicazione. Si dovrebbe bilanciare attentamente il numero di LUN utilizzate nella propria configurazione e, se necessario, consultare il sito Stratus per regolare le impostazioni di profondità della coda di OpenVOS come necessario.
7.0 Assegnazione dei file ai dischi logici VOS
Quando possibile, assegnare i file ad accesso casuale e quelli ad accesso sequenziale a dischi logici separati. Mescolando i due tipi di metodi di accesso ai file sullo stesso disco logico si aumenta il tempo peggiore (latenza massima) necessario per accedere ai file ad accesso casuale e si riduce la massima velocità possibile dei file ad accesso sequenziale. Si tenga anche presente che è possibile utilizzare un tipo di RAID diverso per ogni disco logico, per corrispondere al meglio al tipo di accesso I/O.
8.0 Bilanciamento dei VDISK tra i controllori di stoccaggio
L'array ftScalable Storage ha un design di controllore di memorizzazione attivo-attivo, con due controllori che elaborano attivamente l'I/O. Tuttavia, ogni VDISK viene assegnato a uno specifico controllore di memorizzazione quando viene assegnato; il controllore A o il controllore B. Tutti gli I/O per uno specifico VDISK vengono gestiti dal controllore di memorizzazione assegnato. Se non si specifica quale controllore si vuole assegnare ad un particolare VDISK, l'array ftScalable Storage li assegna in modo round-robin, alternando i due controllori.
Anche se questo può bilanciare il numero di VDISK tra i due controllori di memorizzazione, può non garantire che il carico di lavoro di I/O sia ripartito in modo uniforme. Per esempio, supponiamo di avere 6 VDISK nella propria configurazione, chiamati da VDISK1 a VDISK6. VDISK1 e VDISK3 gestiscono tutti i dati primari online e sono entrambi molto intensivi di I/O, mentre il resto dei VDISK gestisce i dati di archivio offline e sono molto meno occupati.
Se non si assegnano esplicitamente i VDISK ai controllori, si finisce con l'assegnare i VDISK1, VDISK3 e VDISK5 al controllore A, mentre VDISK2, VDISK4 e VDISK6 saranno sul controllore B. Questo comporterebbe un carico di I/O sbilanciato tra i due controllori di memorizzazione.
Si dovrebbero considerare i carichi di lavoro stimati di I/O quando si assegnano i VDISK e, se necessario, assegnare manualmente specifici VDISK ai controllori durante il processo di creazione dei VDISK. Se si riscontra che il carico di lavoro cambia o che si ha un'allocazione di I/O sbilanciata, è possibile riassegnare un VDISK esistente ad un nuovo controllore di memoria.
ATTENZIONE: Il cambio di proprietà del controllore di un VDISK è un'operazione di disturbo e non può essere fatto senza influire temporaneamente sull'accesso ai dati mentre il VDISK viene spostato tra i due controllori e il numero LUN viene riassegnato. Questo non può essere fatto su dischi logici OpenVOS online. Consultare Stratus per assistenza prima di effettuare questa operazione.
9.0 Configurazioni VDISK singole
Anche se è possibile creare un unico grande VDISK su un array di storage scalabile ftScalable, si dovrebbe evitare di farlo in quanto ciò ha implicazioni che influiscono sulle prestazioni e non è raccomandato da Stratus.
Come descritto in precedenza, ci sono due controllori di storage all'interno di ogni array di storage scalabile ftScalable, che funzionano in modalità attivo-attivo. Ogni VDISK è assegnato ad uno specifico controllore di storage che possiede ed esegue tutte le elaborazioni I/O per quel VDISK. In una singola configurazione di VDISK, si dimezza la prestazione totale disponibile dell'array di memorizzazione ftScalable Storage, poiché si avrà solo uno dei due controllori di memorizzazione che elaborano tutte le richieste di I/O.
Nelle configurazioni OpenVOS, c'è una coda separata di richieste di dischi di I/O per ogni LUN. Avendo solo un singolo VDISK, si riduce al minimo la capacità di OpenVOS di inviare richieste di I/O in parallelo all'array ftScalable Storage, degradando di nuovo la capacità complessiva di I/O e la latenza.
10.0 VDISK / LUN Implicazioni di dimensionamento su OpenVOS
10,1 Capacità grezza rispetto a quella utilizzabile
Il sistema operativo OpenVOS utilizza metadati per garantire il massimo grado di integrità dei dati su disco. Questi metadati sono memorizzati come un settore fisico separato dai dati stessi. Di conseguenza, OpenVOS utilizza nove settori fisici per memorizzare ogni otto settori di dati utilizzabili.
Quando si configurano i VDISK ftScalabili e i LUN, si ricorda che la dimensione presentata ad OpenVOS rappresenta la capacità RAW e non riflette i metadati in eccesso. La vostra capacità utilizzabile è circa 8/9esimi (88%) della dimensione fisica grezza del VDISK / LUN. Inoltre, OpenVOS riserva anche circa 1,1 GB di spazio per il partizionamento ascoltato.
OpenVOS utilizza normalmente la memorizzazione su un LUN arrotondato al limite più vicino di 5 GB. Ciò consente l'abbinamento di LUN con dimensioni leggermente diverse. L'unica eccezione a questo arrotondamento è per le LUN che corrispondono esattamente alle dimensioni di certi tipi di disco di OpenVOS legacy (per esempio, un D913, o D914).
10.2 Segmenti disco OpenVOS, dimensionamento LUN e conteggio LUN
OpenVOS ha un massimo di 254 segmenti di disco indirizzabili per modulo VOS, dove ogni segmento di disco può indirizzare circa 34 GB di memoria. Ne risulta un massimo di circa 8,6 TB (Terabyte) di memoria indirizzabile duplex su OpenVOS. Ogni disco logico OpenVOS consuma almeno un segmento di disco.
Questi due vincoli devono essere tenuti in considerazione nell'assegnazione delle dimensioni e dei conteggi del VDISK / LUN. Poiché ogni disco logico richiede almeno un segmento, l'utilizzo di molti piccoli VDISK / LUN può ridurre sostanzialmente la quantità massima complessiva di capacità di storage che può essere configurata sul vostro sistema OpenVOS. Per massimizzare ulteriormente la quantità di storage configurabile sul vostro sistema OpenVOS, create LUN con un multiplo integrale di 34 GB utilizzabili (38,6 GB grezzi) per ridurre al minimo il numero di segmenti di disco necessari per un disco logico specifico.
10.3 Restrizioni POSIX sulle dimensioni del disco logico
Il numero di membri del disco e la dimensione totale di un disco logico VOS determinano la dimensione dei numeri di codice generati utilizzati dalle applicazioni POSIX. Nelle attuali versioni VOS, tale valore è limitato a 32 bit, il che consente una dimensione del disco logico di circa 545 GB. Se tale limite viene superato, il comando VOS initialize_disk genera un avviso che potrebbe presentare un problema di compatibilità per le applicazioni POSIX esistenti.
Se tutte le applicazioni POSIX che accedono ai dischi logici sono state ricompilate su OpenVOS 17.1 con il simbolo del preprocessore _VOS_LARGE_INODE definito, e rimbalzano con le routine di runtime di OpenVOS 17.1 POSIX che supportano sia i numeri di inode a 32 che a 64 bit, non ci sono problemi. Il messaggio di avviso per quel disco può essere ignorato e/o soppresso con l'opzione -no_check_legacy_inodes aggiunta al comando initialize_disk nella release 17.1 di OpenVOS e oltre.
Fare riferimento ai documenti Software Release Bulletin: OpenVOS Release 17.1 (R622-01) e OpenVOS System Administration: Amministrazione di dischi e nastri (R284-12) per ulteriori informazioni.
11.0 Inserimento e rimozione dell'unità disco fisico: Impatti sulle prestazioni di I/O
L'array ftScalable Storage supporta l'inserimento e la rimozione online di unità disco fisiche senza spegnere l'array, o fermare l'host e/o l'applicazione. Dopo l'inserimento o la rimozione di una o più unità disco, l'array ftScalable Storage deve passare attraverso un processo di rimappatura della topologia del disco fisico sottostante per determinare se ci sono unità disco fisiche riposizionate, rimosse o appena inserite. Questo è chiamato "rescan".
Queste riscanssioni vengono effettuate automaticamente dall'array ftScalable Storage, senza alcun comando manuale da parte dell'operatore. Durante questo processo di rescan, qualsiasi richiesta di I/O in attesa può essere temporaneamente ritardata fino al suo completamento.
Nell'array di memorizzazione ftScalable Storage di prima generazione, l'inserimento di un'unità può causare ritardi di I/O multipli che vanno da 4 a 7 secondi per un periodo di circa 40 secondi. La rimozione di un convertitore di frequenza comporta tipicamente due ritardi di I/O compresi tra 3 e 11 secondi su un periodo di circa 15 secondi.
Con l'ultima generazione dell'array ftScalable Storage G2 di ultima generazione, i ritardi di I/O derivanti dall'inserimento o dalla rimozione del convertitore di frequenza sono ora pari o inferiori a 3 secondi.
NOTA: Questi sono i risultati dei test di laboratorio interni di Stratus in condizioni controllate con le ultime versioni FW e con le massime configurazioni fisiche dei dischi (3 alloggiamenti per array con 36 unità per l'array ftScalable Storage di prima generazione, o 72 unità per l'array ftScalable Storage G2). I risultati effettivi possono variare a seconda della configurazione specifica e del carico di lavoro.
Ci sono diverse raccomandazioni che possono minimizzare l'impatto che i ritardi di I/O che si verificano durante l'elaborazione di rescan possono avere sulla vostra applicazione sensibile alla latenza.
- Configurare almeno un'unità disco fisica come unità di riserva e utilizzare VDISK di tipo RAID con tolleranza ai guasti. Assegnando un'unità di riserva e utilizzando tipi di RAID con tolleranza ai guasti, l'array ftScalable Storage può rimuovere automaticamente un disco fisico marginale o in guasto da un VDISK e avviare il processo di ripristino senza richiedere l'inserimento o la rimozione di un'unità, evitando una nuova scansione. È possibile sostituire il disco in guasto durante un periodo meno critico.
- Se si utilizzano VDISK di tipo RAID non a tolleranza di errore (RAID-0, NRAID), l'SRA raccomanda di creare un VDISK aggiuntivo come riserva di riserva. È possibile utilizzare questo VDISK di standby come disco membro sostitutivo e ri-duplex utilizzando il mirroring OpenVOS per fornire ridondanza. Questo permette di sostituire il disco guasto durante un periodo meno critico.
- Non spostare gli azionamenti fisici per preservare le posizioni specifiche degli alloggiamenti dopo le operazioni di manutenzione. Il design dell'array di memorizzazione ftScalable non richiede che gli azionamenti fisici per un VDISK rimangano nelle stesse posizioni degli slot del contenitore come quando assegnato.
- Non rimuovere fisicamente le unità disco marginali o in avaria fino a quando non si riceve un'unità disco sostitutiva pronta per essere installata contemporaneamente. Coordinando le rimozioni e gli inserimenti fisici delle unità disco, è possibile ridurre al minimo il numero di volte in cui si verifica un processo di rescan, in quanto possono verificarsi più modifiche della topologia del disco all'interno di un unico processo di rescan.
Sommario
La combinazione del sistema operativo OpenVOS con gli array di storage ftScalable offre un ambiente di storage robusto, scalabile e flessibile per ospitare le applicazioni più critiche. Comprendendo i vantaggi e gli svantaggi dei vari tipi di RAID, delle topologie LUN e delle scelte di configurazione disponibili, è possibile creare un layout di storage ottimale per soddisfare le esigenze di business, prestazioni e disponibilità.