Résumé
Les baies ftScalableTM Storage et ftScalable Storage G2 sont des sous-systèmes de stockage matériel très flexibles et évolutifs. Comprendre les avantages et les pièges des différents types de RAID et des options de configuration, en particulier leur interaction avec le système d'exploitation OpenVOS, vous permet de créer une topologie de disque optimale.
Ce white paper détaille les différents types de RAID pris en charge par ftScalable Storage, en soulignant leurs forces et leurs faiblesses, les utilisations typiques et les moyens de concevoir une topologie de disque la mieux adaptée à votre application OpenVOS.
Terminologie
Le glossaire suivant définit certains termes courants de l'industrie du stockage tels qu'ils sont utilisés dans le présent document.
Mode dégradé. Mode de fonctionnement d'un VDISK après la défaillance d'un de ses disques physiques, mais avant le début de toute opération de récupération. Dans ce mode de fonctionnement, le VDISK n'est pas entièrement redondant, et une défaillance ultérieure d'un disque physique pourrait entraîner la perte de ce VDISK.
HBA ou adaptateur de bus hôte. Une carte de circuit imprimé PCI-X ou PCI-e ou un adaptateur de circuit intégré qui assure le traitement des entrées/sorties (E/S) et la connectivité physique entre un serveur et un périphérique de stockage.
Disque logique. Un volume logique OpenVOS qui contient un ou plusieurs disques membres. Chaque disque membre est soit un disque physique unique dans un boîtier de disque Fibre Channel D910, soit un LUN dans une matrice de stockage extensible en pieds (ftScalable Storage array), soit une paire duplex de l'un ou l'autre type ou des deux types.
LUN ou unité logique. Soit une subdivision de, ou un VDISK entier dans un ftScalable Storage array.
Disque logique multi-membres. Un volume logique OpenVOS composé d'au moins deux paires de disques membres dupliqués avec des bandes de données sur toutes les paires de disques membres.
RAID au-dessus. La quantité de capacité de disque physique utilisée dans un type de RAID spécifique pour assurer la redondance. Par exemple, dans un VDISK RAID1, cela représenterait 50 % de la capacité totale des disques physiques qui composent le VDISK, puisque les données de chaque disque sont dupliquées sur un disque partenaire en miroir.
Mode de récupération. Le mode de fonctionnement du VDISK pendant sa reconstruction après une panne de disque. Dans ce mode de fonctionnement, le VDISK n'est pas entièrement redondant et une panne de disque physique ultérieure pourrait entraîner la perte de ce VDISK.
Les rayures. Méthode permettant d'améliorer les performances d'entrée/sortie en décomposant les données en blocs et en écrivant les blocs sur plusieurs disques physiques.
VDISK ou disque virtuel. Un groupe d'un ou plusieurs disques physiques dans une matrice de stockage ftScalable Storage array, organisé selon un type de RAID spécifique en ce qui apparaît au système d'exploitation comme un ou plusieurs disques, selon le nombre de LUN définis.
Les termes "VOS" et "OpenVOS" sont utilisés indifféremment dans ce document en référence aux systèmes d'exploitation VOS et OpenVOS de Stratus.
1.0 Types de RAID
La matrice de stockage ftScalable prend en charge divers types de RAID. Ceux-ci comprennent : les types de RAID non tolérants aux pannes (RAID-0, NRAID), les types de RAID basés sur la parité (RAID-3, RAID-5 et RAID-6), les types de RAID en miroir (RAID-1) et les types de RAID combinés (RAID-10, RAID-50). Vous devez spécifier un type de RAID lors de la création de chaque VDISK.
Chaque type de RAID présente des caractéristiques uniques en termes de disponibilité, de coût, de performances, d'évolutivité et de facilité d'utilisation. Les comprendre vous permet de faire un choix éclairé lors de la création de la topologie de votre réseau de disques.
1.1 Types de RAID non tolérants aux défaillances
Il existe deux types de RAID non tolérants aux pannes disponibles en ftScalable Storage, RAID-0 et NRAID.
1.1.1 RAID-0
Un RAID-0 VDISK se compose d'au moins deux unités de disque physique, les données étant regroupées sur toutes les unités de disque physique du jeu. Il offre les plus hauts degrés de performance d'E/S, mais n'offre aucune tolérance aux pannes. La perte d'une unité de disque physique entraîne la perte totale des données dans ce VDISK.
Comme le RAID-0 est un type de RAID non tolérant aux pannes, la baie de stockage ftScalable ne peut pas automatiquement mettre hors service les disques physiques marginaux ou défaillants et reconstruire de manière proactive les données en utilisant un disque de rechange disponible. Au lieu de cela, la récupération dépend entièrement du système traditionnel OpenVOS de tolérance aux pannes via des disques duplexés.
Par conséquent, une série d'opérations de service manuelles (supprimer le VDISK défaillant, retirer physiquement le disque physique défectueux, installer un disque physique de remplacement, recréer le VDISK, reformater le disque logique, re-duplexer via VOS) sont nécessaires pour recréer et récupérer tout VDISK RAID-0. Vos données sont mises en simplex jusqu'à ce que toutes ces opérations de récupération soient terminées. Pour plus d'informations concernant les impacts des insertions ou retraits de disques physiques sur le traitement des entrées/sorties, voir la section 11.0, "Insertions et retraits de disques physiques" : Impacts sur les performances d'entrée/sortie".
Stratus ne recommande pas d'utiliser ce type de RAID sans utiliser également le logiciel de mise en miroir disponible dans OpenVOS. Même avec la mise en miroir OpenVOS, vous devriez sérieusement considérer le potentiel de perte de données étant donné les opérations de service manuelles et le temps associé nécessaire pour restaurer vos données en redondance complète.
1.1.2 NRAID
Un VDISK NRAID est en fait un disque physique unique sans aucune tolérance de panne. Il n'offre pas de rayures et possède donc les caractéristiques de performance d'un seul lecteur de disque physique. Les VDISK NRAID ont toutes les mêmes caractéristiques de disponibilité et de facilité d'entretien qu'un VDISK RAID-0.
1.2 Types de RAID basés sur la parité : RAID-3, RAID-5, RAID-50 et RAID-6
La matrice de stockage ftScalable Storage supporte quatre types de VDISK basés sur la parité : RAID-3, RAID-5, RAID-50 et RAID-6. Compte tenu de la faible utilisation des RAID-3 et RAID-50, ce livre blanc se concentre sur les types RAID-5 et RAID-6 les plus couramment utilisés.
Ces types de RAID utilisent des algorithmes basés sur la parité et le striping pour offrir une haute disponibilité à un coût réduit par rapport à la mise en miroir. Un RAID-5 VDISK utilise l'équivalent de la capacité d'un disque physique pour stocker les données de parité générées par XOR, tandis qu'un RAID-6 VDISK utilise l'équivalent de deux disques physiques, puisque les données de parité XOR et Reed-Solomon sont générées et stockées. Les VDISK RAID-5 et RAID-6 répartissent la parité et les blocs de données entre toutes les unités de disques physiques de l'ensemble.
Les VDISK utilisant des types RAID basés sur la parité nécessitent moins de capacité de stockage pour les surcharges RAID que les types RAID en miroir. Le nombre minimum de disques physiques pour créer un VDISK RAID-5 est de trois, tandis qu'un RAID-6 en nécessite au moins quatre.
Un RAID-5 VDISK peut survivre à une seule panne de disque sans perte de données, tandis qu'un RAID-6 VDISK peut survivre à deux pannes de disque. La baie de stockage ftScalable Storage array peut retirer de manière proactive un disque physique marginal ou défaillant du VDISK sans affecter la disponibilité des données. En outre, si un disque de rechange est disponible, le mode de récupération démarre automatiquement sans intervention de l'opérateur, sans insertion de disque physique, ni nécessité de dupliquer à nouveau les disques logiques dans OpenVOS, car il est géré de manière transparente pour le système d'exploitation. Vous pouvez alors programmer un moment pour remplacer le disque dur défaillant et créer un nouveau disque de rechange. Toutefois, voir la section 11.0, "Insertion et retrait de lecteurs de disque physique" : Impacts to I/O Performance", pour plus d'informations concernant les impacts que l'insertion et le retrait d'un disque physique ont sur le traitement des entrées/sorties.
Les deux types offrent d'excellentes performances en lecture, mais les performances en écriture sont affectées par la nécessité d'écrire non seulement le bloc de données, mais aussi par les opérations de calcul et de lecture/modification/réécriture nécessaires pour le(s) bloc(s) de parité. Un VDISK RAID-5 ou RAID-6 fonctionnant en mode dégradé après une seule panne de disque physique a un impact moyen sur le débit. Cependant, un VDISK en mode de récupération avec des données en cours de reconstruction a un impact élevé sur le débit.
Un RAID-6 VDISK fonctionnant en mode dégradé résultant de la défaillance de deux disques physiques a un impact moyen à élevé sur le débit, tandis qu'un RAID-6 VDISK fonctionnant en mode de récupération avec deux disques en cours de reconstruction a un impact extrêmement élevé sur le débit.
Examinez le tableau 1 pour connaître l'impact estimé sur les E/S lorsque vous utilisez un VDISK RAID-5 ou RAID-6 en mode dégradé ou de récupération.
REMARQUE : Il s'agit d'estimations et l'impact réel dans votre environnement peut varier en fonction de votre configuration, de votre charge de travail et du profil des entrées/sorties de votre application.
Tableau 1. Estimation de la dégradation des performances E/S
| RAID 5 / RAID 6 Mode dégradé Défaillance d'un seul disque |
RAID 5 / RAID 6 Mode de récupération Défaillance d'un seul disque |
RAID 6 Mode dégradé Défaillance du double entraînement |
RAID 6 Mode de récupération Défaillance du double entraînement |
|
| Lisez Perf. | 40 – 50% | 50 – 60% | 50 – 60% | 60 – 70% |
| Écrivez Perf. | 10 – 15% | 15 – 25% | 20 – 25% | 25 – 35% |
1.3 Types de RAID en miroir : RAID-1 et RAID-10
Avec ftScalable Storage, vous pouvez créer deux types de VDISK RAID en miroir, le RAID-1 et le RAID-10.
1.3.1 RAID-1 :
Un RAID-1 VDISK est une simple paire de disques physiques en miroir. Il offre de bonnes performances en lecture et en écriture et peut survivre à la perte d'un seul disque physique sans affecter la disponibilité des données. Les lectures peuvent être gérées par l'un ou l'autre des disques physiques, tandis que les écritures doivent être effectuées sur les deux disques. Comme toutes les données sont mises en miroir dans un RAID-1 VDISK, il y a un degré élevé de surcharge RAID par rapport aux types RAID basés sur la parité.
La récupération à partir d'un disque dur physique défaillant est une opération simple, qui ne nécessite qu'une nouvelle mise en miroir de la part du partenaire survivant. La baie de stockage ftScalable peut retirer de manière proactive un disque physique marginal ou défaillant d'un RAID-1 VDISK sans affecter la disponibilité des données. Comme pour les types RAID basés sur la parité, si un disque de rechange est disponible, le mode de récupération démarre automatiquement sans intervention de l'opérateur, sans insertion de disque physique, ni nécessité de dupliquer à nouveau le disque logique dans OpenVOS car il est géré de manière transparente pour le système d'exploitation. Vous pouvez alors programmer un moment pour remplacer le disque défectueux et créer un nouveau disque de rechange. Cela dit, voir la section 11.0, "Insertions et retraits de lecteurs de disque physique" : Impacts to I/O Performance", pour plus d'informations concernant les impacts que l'insertion et le retrait d'un disque physique ont sur le traitement des entrées/sorties.
L'impact sur les performances est généralement faible en mode dégradé ou en mode de récupération.
1.3.2 RAID-10 :
Un RAID-10 VDISK est composé de deux ou plusieurs paires de disques RAID-1, avec des blocs de données répartis sur l'ensemble. Un RAID-10 VDISK offre des performances élevées, une grande évolutivité et la possibilité de survivre à plusieurs défaillances de disques physiques sans perte de données. La facilité d'entretien, la surcharge du RAID et l'impact sur les performances en mode dégradé ou de récupération sont similaires à ceux d'un RAID-1 VDISK.
1.3.3 Résumé des caractéristiques du type RAID
Le tableau 2 résume les caractéristiques des types de RAID examinés. Il classe les VDISK de chaque type dans plusieurs catégories sur une échelle de 0 à 5, où 0 est très mauvais et 5 très bon. Vous ne devez comparer que les valeurs à l'intérieur de chaque ligne ; les comparaisons entre les lignes ne sont pas valables.
Tableau 2. Caractéristiques des types de RAID
| Catégorie | NRAID | RAID-0 | RAID-1 | RAID-10 | RAID-5 | RAID-6 |
| Disponibilité | 0 | 0 | 3 | 5 | 4 | 5 |
| RAID Transparent | 5 | 5 | 0 | 0 | 3 | 2 |
| Performance de lecture | 3 | 5 | 4 | 5 | 4 | 4 |
| Performance d'écriture | 3 | 5 | 3 | 4 | 2 | 2 |
| Performance en mode dégradé | N/A | N/A | 3 | 5 | 2 | 1 |
| Performance du mode de récupération | N/A | N/A | 3 | 5 | 2 | 1 |
2.0 Sélection d'un type de RAID
Chaque type de RAID présente des avantages et des inconvénients spécifiques. En les comprenant, vous pouvez sélectionner le type de RAID le mieux adapté à votre environnement. N'oubliez pas que vous pouvez créer plusieurs VDISK qui utilisent l'un des types de RAID pris en charge par la baie de stockage ftScalable, ce qui vous permet de concevoir une configuration RAID optimale pour votre application et votre environnement système. Vous n'avez pas besoin d'utiliser le même type de RAID pour tous les VDISK de votre unité de stockage ftScalable Storage array.
NOTE : StratusL'utilisation d'un type de RAID et d'une topologie LUN spécifiques pour le volume du système OpenVOS n'implique pas que ce soit le type de RAID optimal pour votre application ou vos données.
Pour les données et les applications dont le débit ou la latence en écriture n'est pas critique (par exemple, le traitement par lots), ou qui sont fortement biaisées en faveur de la lecture par rapport à l'écriture, le RAID-5 est un bon choix. En contrepartie de performances d'écriture plus faibles et d'une latence plus élevée, vous pouvez utiliser moins de disques physiques pour une capacité donnée, tout en obtenant un degré élevé de tolérance aux pannes. Cependant, vous devez également tenir compte de l'impact que l'exécution avec un VDISK en mode dégradé ou de récupération pourrait avoir sur votre application. Les performances globales des E/S et la latence en mode dégradé et en mode de récupération souffrent davantage avec les types RAID basés sur la parité qu'avec les types RAID en miroir.
Pour les données et les applications qui nécessitent un débit d'écriture optimal avec des temps de latence réduits (par exemple, les systèmes de traitement des transactions en ligne), qui effectuent plus d'écriture que de lecture, ou qui ne peuvent tolérer une dégradation des performances en cas de défaillance d'un disque physique, la mise en miroir de types RAID (RAID-1 ou RAID-10) offre une meilleure solution. Ces types de RAID éliminent les entrées/sorties supplémentaires résultant de la pénalité de lecture avant écriture pour les données de parité du RAID-5 ou RAID-6, de sorte que l'écriture des données est une opération simple. Le RAID-10 est généralement un meilleur choix que le RAID-1 car il permet de répartir les données sur plusieurs disques physiques, ce qui peut augmenter considérablement les performances globales de lecture et d'écriture. Toutefois, voir la section 5.0, "Disques logiques multi-membres OpenVOS contre disques VDISK RAID-10 ftScalable" et la section 6.0, "Profondeur de la file d'attente OpenVOS et stockage ftScalable" pour des informations supplémentaires sur la file d'attente des E/S OpenVOS, le nombre de LUN et les considérations relatives à la mise en stripping.
Pour les données et les applications qui peuvent tolérer des périodes plus longues avec des données en simplex après une panne de disque, ou qui ne sont pas très sensibles à des latences plus longues, les VDISK NRAID et RAID-0, uniquement lorsqu'ils sont utilisés avec le miroir d'OpenVOS, peuvent être envisagés. La sélection d'un de ces types de RAID permet d'utiliser le plus petit nombre de disques physiques pour un point de capacité donné, mais en échange d'une disponibilité réduite. Compte tenu de ces restrictions et des implications en termes de disponibilité, Stratus ne recommande pas l'utilisation de ces types de RAID.
Si vous ne pouvez pas décider de choisir un type de RAID basé sur la parité ou en miroir, alors le choix prudent est d'utiliser un des types de RAID en miroir car ils offriront les meilleures caractéristiques de performance et de disponibilité dans la majorité des applications.
3.0 Répartition des VDISK en LUN
Avant qu'un VDISK puisse être utilisé par OpenVOS, il doit d'abord être partitionné en un ou plusieurs LUN. Chaque LUN est attribué à un disque membre spécifique de VOS. Un ou plusieurs disques membres sont combinés en un seul disque logique OpenVOS.
Bien que la baie de stockage ftScalable supporte le partitionnement d'un VDISK en plusieurs LUN, cela peut entraîner des pertes de performances importantes qui affectent à la fois le débit d'entrée/sortie et la latence pour tous les LUN de ce VDISK. Par conséquent, Stratus ne recommande pas les configurations utilisant plusieurs LUN par VDISK pour les données des clients.
Il y a plusieurs raisons aux pénalités de performance observées lors de l'exécution de configurations VDISK multi-LUN, mais les principales sont la contention de disque et la recherche de tête. Chaque fois que la baie ftScalable Storage doit satisfaire une demande d'E/S vers l'un des LUN dans une configuration VDISK multi-LUN, elle doit rechercher les têtes de disques physiques. Plus il y a de LUNs qui composent un VDISK, plus il y a de mouvements de têtes. Plus il y a de mouvements de tête, plus les latences augmentent à mesure que la contention du disque augmente. N'oubliez pas que toutes les entrées/sorties doivent être gérées par les unités de disques physiques qui composent le VDISK ; la mémoire cache de la matrice ne peut pas remplacer ces entrées/sorties physiques.
Stratus a effectué des tests de référence démontrant que le débit d'entrée/sortie global d'un VDISK à 4 LUN est environ la moitié du débit du même VDISK configuré en LUN unique, alors que la latence moyenne peut être plus de quatre fois supérieure.
Les graphiques 1 et 2 montrent l'impact de l'utilisation de plusieurs LUN par VDISK sur les performances. Ces graphiques montrent l'agrégat des entrées/sorties d'écriture par seconde (IOPS) et les latences maximales en millisecondes (ms) observées lors de l'utilisation d'un VDISK RAID-5 à 4 disques configuré avec un, deux ou trois LUN.
REMARQUE : Ces graphiques sont basés sur les résultats des tests effectués par le laboratoire interne de Stratus dans des conditions contrôlées. Vos résultats réels peuvent varier.
Graphiques 1 et 2. Plusieurs LUN par VDISK Impact sur les performances
4.0 Affectation des disques logiques OpenVOS aux LUN
L'approche la plus simple consiste à affecter chaque disque membre d'un disque logique OpenVOS à un LUN. Si vous avez besoin d'un disque logique VOS plus grand qu'un seul LUN, ou si vous voulez bénéficier des avantages de la performance du striping, vous pouvez créer un disque logique VOS à plusieurs membres, où chaque disque membre est un seul LUN.
La figure 1 montre la relation entre les lecteurs de disques physiques, les VDISK et les LUN sur la matrice de stockage ftScalable Storage array et les disques logiques OpenVOS. Il s'agit d'un exemple de disque logique OpenVOS simple, composé de deux disques membres, où chaque disque membre est un seul VDISK / LUN RAID1 sur une matrice de stockage ftScalable Storage array.
5.0 Disques logiques multi-membres OpenVOS par rapport aux VDISKs RAID-10 ftScalable
Il existe maintenant plusieurs façons de mettre en œuvre le stripping dans OpenVOS. Avant la sortie de ftScalable Storage, la seule méthode disponible consistait à utiliser plusieurs unités de disques physiques configurées comme un disque logique multi-membres VOS. Avec l'arrivée de ftScalable Storage, vous pouvez créer des disques virtuels RAID-10 où la baie gère toutes les bandes, ou même une combinaison des deux méthodes, en combinant plusieurs LUN, dont chacun est un disque virtuel, en un seul disque logique VOS à plusieurs membres.
Si vous souhaitez utiliser le striping, Stratus vous recommande d'utiliser des VDISK de type RAID non striping (par exemple, RAID-1 ou RAID-5), avec un seul LUN par VDISK, et de les combiner en disques logiques multi-membres VOS. Cela permet à OpenVOS de maintenir une file d'attente de disque séparée pour chaque LUN, maximisant le débit et tout en minimisant la latence. Cela dit, consultez la section 6.0, "Profondeur de la file d'attente OpenVOS et stockage à l'échelle du pied" pour quelques considérations concernant le nombre de LUN alloués et les implications potentielles sur les performances.
6.0 Profondeur de la file d'attente OpenVOS et stockage en pieds d'échelle
Toutes les matrices de stockage, les lecteurs de disques physiques, les HBA Fibre Channel et les systèmes d'exploitation modernes ont des files d'attente de différentes tailles pour les demandes d'E/S. La profondeur de la file d'attente définit essentiellement combien de demandes d'E/S uniques peuvent être en attente (mises en file d'attente) pour un périphérique spécifique à un moment donné.
Une condition de file d'attente pleine se produit lorsqu'un appareil devient extrêmement occupé et ne peut pas ajouter de demandes d'E/S supplémentaires dans sa file d'attente. Lorsque la file d'attente est pleine, les nouvelles demandes d'entrée/sortie sont interrompues et réessayées jusqu'à ce qu'il y ait à nouveau de la place dans la file d'attente. Cela entraîne une augmentation de la latence des entrées/sorties, une augmentation du temps de réponse des applications et une diminution du débit des entrées/sorties.
OpenVOS maintient une file d'attente séparée avec une profondeur de file par défaut de douze pour chaque LUN. Chaque port hôte (Fibre Channel) de la matrice de stockage ftScalable Storage a une file d'attente unique d'une profondeur de 128.
Dans les configurations OpenVOS avec un grand nombre de LUN, il est possible de remplir les files d'attente des ports hôtes sur la matrice ftScalable Storage avec un nombre relativement faible de LUN très occupés. Cela a pour conséquence que les demandes d'E/S pour d'autres LUN reçoivent un statut de condition complète de la file d'attente, ce qui les retarde ainsi que votre demande. Vous devez équilibrer soigneusement le nombre de LUN utilisés dans votre configuration et, si nécessaire, consulter Stratus pour ajuster les paramètres de profondeur de la file d'attente d'OpenVOS en fonction des besoins.
7.0 Assignation de fichiers aux disques logiques VOS
Si possible, assignez les fichiers à accès aléatoire et les fichiers à accès séquentiel à des disques logiques séparés. Le mélange des deux types de méthodes d'accès aux fichiers sur le même disque logique augmente le temps le plus défavorable (latence maximale) nécessaire pour accéder aux fichiers à accès aléatoire et réduit le débit maximal possible des fichiers à accès séquentiel. Gardez également à l'esprit que vous pouvez utiliser un type de RAID différent pour chaque disque logique, afin de correspondre au mieux au type d'accès E/S.
8.0 Équilibrage des VDISK entre les contrôleurs de stockage
La matrice de stockage ftScalable est conçue comme un contrôleur de stockage actif-actif, avec deux contrôleurs traitant activement les E/S. Cependant, chaque VDISK est affecté à un contrôleur de stockage spécifique lorsqu'il est attribué, soit le contrôleur A ou le contrôleur B. Toutes les E/S d'un VDISK spécifique sont gérées par le contrôleur de stockage attribué. Si vous ne précisez pas quel contrôleur vous voulez affecter à un VDISK particulier, le tableau de stockage ftScalable les affecte de manière circulaire, en alternant entre les deux contrôleurs.
Bien que cela puisse équilibrer le nombre de VDISK entre les deux contrôleurs de stockage, cela ne garantit pas que la charge de travail des E/S soit répartie de manière égale. Par exemple, supposons que vous ayez 6 VDISK dans votre configuration, appelés VDISK1 à VDISK6. Les VDISK1 et VDISK3 gèrent toutes vos données primaires en ligne et sont tous deux très gourmands en E/S, tandis que les autres VDISK gèrent les données d'archives hors ligne et sont beaucoup moins occupés.
Si vous n'avez pas explicitement attribué les VDISK aux contrôleurs, vous vous retrouverez avec les VDISK1, VDISK3 et VDISK5 attribués au contrôleur A, tandis que les VDISK2, VDISK4 et VDISK6 seront sur le contrôleur B. Cela entraînerait une charge d'E/S déséquilibrée entre les deux contrôleurs de stockage.
Vous devez tenir compte de la charge de travail estimée des E/S lors de l'attribution de vos VDISK et, si nécessaire, attribuer manuellement des VDISK spécifiques aux contrôleurs pendant le processus de création des VDISK. Si vous constatez que votre charge de travail change ou que la répartition des E/S est déséquilibrée, vous pouvez réaffecter un VDISK existant à un nouveau contrôleur de stockage.
ATTENTION : Le changement de propriétaire d'un VDISK est une opération perturbatrice et ne peut se faire sans affecter temporairement l'accès à vos données pendant que le VDISK est déplacé entre les deux contrôleurs et que le numéro LUN est réattribué. Cela ne peut pas se faire sur les disques logiques OpenVOS en ligne. Consultez Stratus pour obtenir de l'aide avant d'effectuer cette opération.
9.0 Configurations VDISK uniques
Bien qu'il soit possible de créer un seul grand VDISK sur une baie de stockage ftScalable, vous devez éviter de le faire car cela a des implications qui affectent les performances et n'est pas recommandé par Stratus.
Comme décrit précédemment, il y a deux contrôleurs de stockage dans chaque matrice de stockage ftScalable Storage array, fonctionnant en mode actif-actif. Chaque VDISK est affecté à un contrôleur de stockage spécifique qui possède et exécute tous les traitements d'entrée/sortie pour ce VDISK. Dans une configuration VDISK unique, vous réduisez de moitié la performance totale disponible de la matrice de stockage ftScalable Storage array, car un seul des deux contrôleurs de stockage traite toutes les demandes d'E/S.
Dans les configurations OpenVOS, il existe une file d'attente distincte pour les demandes de disques d'entrée/sortie pour chaque LUN. En n'ayant qu'un seul VDISK, vous minimisez la capacité d'OpenVOS à envoyer des demandes d'E/S parallèles à la baie de stockage ftScalable, ce qui dégrade encore une fois le débit et la latence de vos E/S.
10.0 Implications du dimensionnement de VDISK / LUN sur OpenVOS
10.1 Capacité brute par rapport à la capacité utilisable
Le système d'exploitation OpenVOS utilise des méta-données pour assurer le plus haut degré d'intégrité des données sur le disque. Ces méta-données sont stockées dans un secteur physique distinct des données elles-mêmes. Par conséquent, OpenVOS utilise neuf secteurs physiques pour stocker tous les huit secteurs de données utilisables.
Lorsque vous configurez des VDISK et des LUN ftScalable, n'oubliez pas que la taille présentée à OpenVOS représente la capacité RAW et ne reflète pas la surcharge de méta-données. Votre capacité utilisable est d'environ 8/9ème (88%) de la taille physique brute du VDISK / LUN. En outre, OpenVOS réserve environ 1,1 Go d'espace pour le partitionnement des données entendues.
OpenVOS utilise normalement le stockage sur un LUN arrondi à la limite de 5 Go la plus proche. Cela permet de s'associer à des LUN de tailles légèrement différentes. La seule exception à cet arrondi concerne les LUN qui correspondent exactement à la taille de certains types de disques legacy OpenVOS (par exemple, un D913, ou un D914).
10.2 Segments de disque OpenVOS, dimensionnement et comptage des LUN
OpenVOS dispose d'un maximum de 254 segments de disque adressables par module VOS, chaque segment de disque pouvant adresser environ 34 Go de stockage. Il en résulte un maximum d'environ 8,6 To (téraoctets) de stockage adressable duplex sur OpenVOS. Chaque disque logique OpenVOS consomme au moins un segment de disque.
Ces deux contraintes doivent être prises en compte lors de la répartition des tailles et du nombre de VDISK / LUN. Comme chaque disque logique nécessite au moins un segment, l'utilisation de nombreux petits VDISK / LUN peut réduire considérablement la capacité de stockage maximale globale qui peut être configurée sur votre système OpenVOS. Pour maximiser davantage la quantité de stockage configurable sur votre système OpenVOS, créez des LUN avec un multiple intégral de 34 Go de taille utilisable (38,6 Go bruts) pour minimiser le nombre de segments de disque requis pour un disque logique spécifique.
10.3 Restrictions POSIX sur la taille des disques logiques
Le nombre de membres du disque et la taille totale d'un disque logique VOS déterminent la taille des numéros d'inode générés utilisés par les applications POSIX. Dans les versions actuelles de VOS, cette valeur est limitée à 32 bits, ce qui permet une taille de disque logique d'environ 545 Go. Si cette limite est dépassée, la commande VOS initialize_disk génère un avertissement qui pourrait présenter un problème de compatibilité pour vos applications POSIX existantes.
Si toutes vos applications POSIX qui accèdent aux disques logiques ont été recompilées sous OpenVOS 17.1 avec le symbole de préprocesseur _VOS_LARGE_INODE défini, et rebondissent avec les routines d'exécution POSIX d'OpenVOS 17.1 qui supportent les numéros d'inode 32 et 64 bits, il n'y a pas de problème. Le message d'avertissement pour ce disque peut être ignoré et/ou supprimé avec l'option -no_check_legacy_inodes ajoutée à la commande initialize_disk dans la version 17.1 d'OpenVOS et au-delà.
Consultez les documents Software Release Bulletin : OpenVOS Release 17.1 (R622-01) et OpenVOS System Administration : Disk and Tape Administration (R284-12) pour plus d'informations.
11.0 Insertion et retrait de disques durs physiques : Incidences sur les performances d'entrée/sortie
La baie de stockage ftScalable permet l'insertion et le retrait en ligne de lecteurs de disques physiques sans avoir à éteindre la baie, ni à arrêter l'hôte et/ou l'application. Après l'insertion ou le retrait d'un ou plusieurs disques, la baie de stockage ftScalable Storage doit passer par un processus de remappage de la topologie sous-jacente du disque physique pour déterminer s'il existe des disques physiques déplacés, retirés ou nouvellement insérés. C'est ce qu'on appelle un "rescan".
Ces rescannements sont effectués automatiquement par la matrice de stockage ftScalable, sans aucune commande manuelle de l'opérateur. Pendant que ce processus de renumérisation se déroule, toute demande d'E/S en attente peut être temporairement retardée jusqu'à ce qu'elle soit terminée.
Dans la baie de stockage ftScalable de première génération, l'insertion d'un disque peut entraîner des retards d'entrée/sortie multiples allant de 4 à 7 secondes sur une période d'environ 40 secondes. Un retrait de disque entraîne généralement deux retards d'entrée/sortie de 3 à 11 secondes sur une période d'environ 15 secondes.
Avec la dernière génération de la baie ftScalable Storage G2, les délais d'entrée/sortie résultant de l'insertion ou du retrait de lecteurs sont désormais de 3 secondes ou moins.
REMARQUE : Ces résultats proviennent des tests effectués par le laboratoire interne de Stratus dans des conditions contrôlées avec les dernières versions de FW et avec les configurations physiques maximales des disques (3 boîtiers par baie avec 36 lecteurs pour la baie ftScalable Storage de première génération, ou 72 lecteurs pour la baie ftScalable Storage G2). Vos résultats réels peuvent varier en fonction de votre configuration spécifique et de votre charge de travail.
Il existe plusieurs recommandations qui peuvent minimiser l'impact que les retards d'entrée/sortie qui se produisent pendant le traitement du rescanner pourraient avoir sur votre application sensible à la latence.
- Configurez au moins un disque physique comme disque de rechange et utilisez des VDISK de type RAID à tolérance de pannes. En attribuant un disque de rechange et en utilisant des types RAID tolérants aux pannes, la baie de stockage ftScalable peut automatiquement retirer un disque physique marginal ou défaillant d'un VDISK et lancer le processus de récupération sans nécessiter l'insertion ou le retrait d'un disque, ce qui évite une nouvelle analyse. Vous pouvez remplacer le disque défaillant pendant une période moins critique.
- En cas d'utilisation de VDISK de type RAID non tolérant aux pannes (RAID-0, NRAID), le SRA recommande de créer un VDISK supplémentaire comme réserve de secours. Vous pouvez utiliser ce VDISK de secours comme disque de remplacement et le redonder en utilisant le miroir OpenVOS pour assurer la redondance. Cela vous permet de remplacer le disque défaillant pendant une période moins critique.
- Ne déplacez pas les lecteurs physiques pour préserver les positions des fentes de boîtier spécifiques après les opérations de service. La conception de la baie de stockage extensible en pieds n'exige pas que les disques physiques d'un VDISK restent dans les mêmes emplacements que lorsqu'ils ont été attribués.
- Ne retirez pas physiquement les lecteurs de disques marginaux ou défaillants avant d'avoir reçu un remplacement et d'être prêt à être installé en même temps. En coordonnant les retraits et les insertions physiques de lecteurs, vous pouvez réduire le nombre de fois qu'un processus de renumérisation se produit, car plusieurs changements de topologie de lecteur peuvent se produire au cours d'un même processus de renumérisation.
Résumé
La combinaison du système d'exploitation OpenVOS avec les baies de stockage ftScalable vous offre un environnement de stockage robuste, évolutif et flexible pour héberger vos applications les plus critiques. En comprenant les avantages et les inconvénients des différents types de RAID, des topologies LUN et des choix de configuration disponibles, vous pouvez créer une configuration de stockage optimale pour répondre à vos besoins en termes d'activité, de performances et de disponibilité.
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