抄録
ftScalable™Storage および ftScalable Storage G2 アレイは、高い柔軟性と拡張性を備えたハードウェアストレージサブシステムです。各種 RAID タイプと構成オプションの利点と注意点、特に OpenVOS オペレーティングシステムとの相互作用を理解することで、最適なディスクトポロジを構築できます。
このホワイトペーパーでは、ftScalable Storageがサポートする各種RAIDタイプについて、それぞれの長所と短所、典型的な使用方法、およびOpenVOSアプリケーションに最適なディスクトポロジを設計する方法を詳細に説明します。
用語
以下の用語集では、本文書で使用されるストレージ業界の一般的な用語を定義します。
劣化したモード。VDISKの物理ディスクドライブの1台が故障した後、回復操作が開始される前の動作モード。この動作モードでは、VDISKは完全な冗長性を有しておらず、その後物理ドライブが故障すると、このVDISKが失われる可能性があります。
HBA（ホストバスアダプタ）。サーバーとストレージデバイス間の入出力（I/O）処理および物理的な接続を提供する、PCI-XまたはPCI-e回路基板または集積回路アダプタ。
論理ディスク。1つ以上のメンバーディスクを含むOpenVOS論理ボリューム。各メンバーディスクは、D910ファイバーチャネルディスクエンクロージャー内の単一物理ディスク、ftScalable Storageアレイ内のLUN、またはいずれかのタイプもしくは両方のタイプのデュプレックスペアのいずれかである。
LUN（論理ユニット）。ftScalable Storageアレイ内のVDISKの分割単位、またはVDISK全体を指す。
マルチメンバー論理ディスク。 少なくとも2組のデュプレックス構成メンバーディスクで構成され、全メンバーディスクペアにデータがストライピングされるOpenVOS論理ボリューム 。
RAIDオーバーヘッド。 特定のRAIDタイプにおいて冗長性を提供するために使用される物理ドライブ容量の割合 。例えば、RAID1 VDISKの場合、VDISKを構成する物理ドライブの総容量の50%となる。これは、各ドライブ上のデータがミラーリングされたパートナードライブに複製されるためである。
リカバリモード。ドライブ障害発生後の再構築中にVDISKが動作するモード。この動作モード中はVDISKは完全な冗長性を有しておらず、その後物理ドライブが障害を起こすとこのVDISKが失われる可能性があります。
ストライピング。データをブロックに分割し、複数の物理ディスクに分散して書き込むことでI/O性能を向上させる手法。
VDISK（仮想ディスク）。ftScalable Storageアレイ内の1つ以上の物理ディスクドライブのグループであり、特定のRAIDタイプを用いて構成され、定義されたLUNの数に応じて、オペレーティングシステムに対して1つ以上のディスクとして認識される。
本文書では、ストラタスのVOSおよびOpenVOSオペレーティングシステムを指す場合、「VOS」と「OpenVOS」という用語を互換的に使用します。
1.0 RAIDのタイプ
ftScalable Storageアレイは、さまざまなRAIDタイプをサポートしています。これには以下が含まれます：耐障害性のないRAIDタイプ（RAID-0、NRAID）、パリティベースのRAIDタイプ（RAID-3、RAID-5、およびRAID-6）、ミラーリングRAIDタイプ（RAID-1）、および組み合わせRAIDタイプ（RAID-10、RAID-50）。 各VDISKを作成する際には、RAIDタイプを指定する必要があります。
各RAIDタイプには、可用性、コスト、パフォーマンス、スケーラビリティ、保守性において固有の特性があります。これらを理解することで、ディスクアレイのトポロジーを構築する際に適切な選択が可能となります。
1.1 非耐障害型RAID方式
ftScalable Storageでは、フォールトトレラント機能を持たない2種類のRAIDタイプ、RAID-0とNRAIDが利用可能です。
1.1.1 RAID-0
RAID-0 VDISKは、少なくとも2台の物理ディスクドライブで構成され、データはセット内のすべての物理ディスクドライブにストライピングされます。最高のI/Oパフォーマンスを提供しますが、フォールトトレランスは一切提供しません。いずれかの物理ディスクドライブが失われると、このVDISK内のデータは完全に失われます。
RAID-0は耐障害性のないRAIDタイプであるため、ftScalable Storageアレイは、限界状態または故障した物理ディスクドライブを自動的にサービスから除外し、利用可能なスペアディスクドライブを使用してデータを事前に再構築することはできません。代わりに、回復は完全に、デュプレックス化されたディスクを介した従来のOpenVOSシステムの耐障害性に依存します。
その結果、RAID-0 VDISKを再作成および回復するには、一連の手動サービス操作（障害発生VDISKの削除、不良物理ディスクの物理的取り外し、交換用物理ドライブの取り付け、VDISKの再作成、論理ディスクの再フォーマット、VOS経由での再デュプレックス）が必要となります。これらの回復操作がすべて完了するまで、データはシングルプレックス状態となります。 物理ドライブの挿入または取り外しがI/O処理に与える影響に関する詳細は、セクション11.0「物理ディスクドライブの挿入と取り外し：I/Oパフォーマンスへの影響」を参照してください。
ストラタスは、OpenVOSで利用可能なソフトウェアベースのミラーリングを併用せずにこのRAIDタイプを使用することを推奨しません。OpenVOSミラーリングを利用する場合でも、手動でのサービス操作と完全な冗長性へのデータ復旧に必要な時間を考慮すると、データ損失の可能性を強く認識すべきです。
1.1.2 NRAID
NRAID VDISKは基本的に単一の物理ディスクドライブであり、フォールトトレランス機能を備えていません。ストライピングを提供しないため、単一物理ディスクドライブと同等のパフォーマンス特性を示します。NRAID VDISKはRAID-0 VDISKと同一の可用性および保守性を有します。
1.2 パリティベースのRAIDタイプ：RAID-3、RAID-5、RAID-50、およびRAID-6
ftScalable Storageアレイは、4種類のパリティベースVDISKをサポートします：RAID-3、RAID-5、RAID-50、およびRAID-6です。RAID-3とRAID-50の使用頻度が低いことを踏まえ、本ホワイトペーパーではより一般的に使用されるRAID-5とRAID-6タイプに焦点を当てます。
これらのRAIDタイプは、ミラーリングと比較して低コストで高可用性を実現するため、パリティベースのアルゴリズムとストライピングを採用しています。 RAID-5 VDISKは、XOR生成パリティデータの保存に物理ディスクドライブ1台分の容量相当を使用します。一方、RAID-6 VDISKは、XORパリティデータとリード・ソロモンパリティデータの両方が生成・保存されるため、物理ディスクドライブ2台分の容量相当を使用します。RAID-5とRAID-6のVDISKはいずれも、パリティデータとデータブロックをセット内の全物理ディスクドライブに分散配置します。
パリティベースのRAIDタイプを使用するVDISKは、ミラーリングRAIDタイプと比較して、RAIDオーバーヘッドに必要なストレージ容量が少ない。RAID-5 VDISKを作成するための物理ディスクドライブの最小数は3台であるのに対し、RAID-6には少なくとも4台が必要である。
RAID-5 VDISKは単一ディスクドライブの障害をデータ損失なく耐えられますが、RAID-6 VDISKは2台のドライブ障害に耐えられます。 ftScalable Storageアレイは、データの可用性に影響を与えることなく、VDISKから限界状態または故障しつつある物理ディスクドライブを事前に除去できます。さらに、スペアドライブが利用可能な場合、オペレータの介入や物理ドライブの挿入、OpenVOSにおける論理ディスクの再デュプレックス化を必要とせず、オペレーティングシステムに対して透過的に処理されるため、回復モードが自動的に開始されます。 その後、故障したディスクドライブの交換と新しいスペアの作成をスケジュールできます。ただし、物理ドライブの挿入および取り外しがI/O処理に与える影響に関する詳細は、セクション11.0「物理ディスクドライブの挿入と取り外し：I/Oパフォーマンスへの影響」を参照してください。
両タイプとも優れた読み取り性能を提供しますが、書き込み性能はデータブロックの書き込みだけでなく、パリティブロックに必要な計算および読み取り/変更/再書き込み操作によって影響を受けます。物理ディスクドライブの単一障害後に劣化モードで動作するRAID-5またはRAID-6 VDISKは、スループットに中程度の影響を与えます。ただし、データ再構築中の回復モードにあるVDISKは、スループットに大きな影響を与えます。
2台の物理ディスクドライブの故障により劣化モードで動作しているRAID-6 VDISKは、スループットに中程度から高い影響を与えます。一方、2台のドライブが再構築中の回復モードで動作しているRAID-6 VDISKは、スループットに極めて高い影響を与えます。
RAID-5 または RAID-6 VDISK を劣化モードまたは回復モードで実行した場合の I/O への推定影響については、表 1 を参照してください。
注：これらは推定値であり、実際の環境への影響は、構成、ワークロード、およびアプリケーションのI/Oプロファイルによって異なる場合があります。
表1. I/O性能への推定劣化
| RAID 5 / RAID 6 劣化モード 単一ドライブ障害 |
RAID 5 / RAID 6 リカバリモード 単一ドライブ障害 |
RAID 6 劣化モード デュアルドライブ障害 |
RAID 6 リカバリモード デュアルドライブ障害 |
|
| パフォーマンスを読む | 40～50％ | 50～60％ | 50～60％ | 60～70％ |
| パフォーマンスを書く | 10～15％ | 15～25％ | 20～25％ | 25～35％ |
1.3 ミラーリングRAIDタイプ：RAID-1とRAID-10
ftScalable Storageでは、2種類のミラーリングRAID VDISK（RAID-1およびRAID-10）を作成できます。
1.3.1 RAID-1:
RAID-1 VDISKは、単純なミラーリングされた物理ディスクドライブのペアです。優れた読み取りおよび書き込み性能を提供し、単一の物理ディスクドライブの損失に耐え、データ可用性に影響を与えません。読み取りはどちらの物理ドライブでも処理できますが、書き込みは両方のドライブに書き込まれる必要があります。RAID-1 VDISKではすべてのデータがミラーリングされるため、パリティベースのRAIDタイプと比較してRAIDオーバーヘッドが高くなります。
故障した物理ディスクドライブからの復旧は、生存しているパートナーからの再ミラーリングのみを必要とする単純な操作です。ftScalable Storageアレイは、データの可用性に影響を与えることなく、RAID-1 VDISKから限界状態または故障しつつある物理ディスクドライブをプロアクティブに除去できます。 パリティベースのRAIDタイプと同様に、スペアドライブが利用可能な場合、オペレータの介入や物理ドライブの挿入、OpenVOSにおける論理ディスクの再デュプレックス処理を必要とせず、オペレーティングシステムに対して透過的に処理されるため、回復モードが自動的に開始されます。 その後、故障したディスクドライブの交換と新しいスペアの作成をスケジュールできます。ただし、物理ドライブの取り外しと挿入がI/O処理に与える影響に関する詳細は、セクション11.0「物理ディスクドライブの挿入と取り外し：I/Oパフォーマンスへの影響」を参照してください。
通常、劣化モードまたは回復モードで実行している間は、パフォーマンスにわずかな影響が生じます。
1.3.2 RAID-10:
RAID-10 VDISKは、2つ以上のRAID-1ディスクペアで構成され、データブロックはそれらすべてにストライピングされます。RAID-10 VDISKは高いパフォーマンスとスケーラビリティを提供し、複数の物理ドライブ障害が発生してもデータを失うことなく動作を継続できる可能性があります。サービス性、RAIDオーバーヘッド、および劣化モードまたは回復モードでの動作時のパフォーマンスへの影響は、RAID-1 VDISKと同様です。
1.3.3 RAIDタイプの特性概要
表2は、検討したRAIDタイプの特徴をまとめたものである。各タイプのVDISKを複数のカテゴリで0から5の尺度で評価しており、0が非常に悪い、5が非常に良いを示す。各行内の値のみを比較すべきであり、行間の比較は有効ではない。
表2. RAID タイプと特徴
| カテゴリー | NRAID | RAID-0 | RAID-1 | RAID-10 | RAID-5 | RAID-6 |
| 利用可能性 | 0 | 0 | 3 | 5 | 4 | 5 |
| RAIDオーバーヘッド | 5 | 5 | 0 | 0 | 3 | 2 |
| 読み取り性能 | 3 | 5 | 4 | 5 | 4 | 4 |
| 書き込み性能 | 3 | 5 | 3 | 4 | 2 | 2 |
| 劣化モード性能 | 該当なし | 該当なし | 3 | 5 | 2 | 1 |
| リカバリモードのパフォーマンス | 該当なし | 該当なし | 3 | 5 | 2 | 1 |
2.0 RAIDタイプの選択
各RAIDタイプには固有の利点と欠点があります。これらを理解することで、環境に適したRAIDタイプを選択できます。ftScalable Storageアレイがサポートする任意のRAIDタイプを使用した複数のVDISKを作成できる点に留意してください。これにより、アプリケーションとシステム環境に最適なRAIDレイアウトを設計できます。 ftScalable Storageアレイ上のすべてのVDISKで同一のRAIDタイプを使用する必要はありません。
注記：ストラタスがOpenVOSシステムボリュームに特定のRAIDタイプとLUNトポロジーを採用していることは、お客様のアプリケーションやデータにとって最適なRAIDタイプであることを意味するものではありません。
書き込みスループットやレイテンシが重要でないデータやアプリケーション（例：バッチ処理）、あるいは書き込みよりも読み込みが圧倒的に多い場合には、RAID-5が適しています。書き込みスループット性能の低下とレイテンシの増加を受け入れる代わりに、特定の容量に対して使用する物理ディスクドライブの数を減らしつつ、高い耐障害性を実現できます。 ただし、VDISKが劣化モードまたは回復モードで動作する場合、アプリケーションに与える影響も考慮する必要があります。全体的なI/Oパフォーマンスとレイテンシは、ミラーリングRAIDタイプと比較して、パリティベースのRAIDタイプでは劣化モードおよび回復モード時により大きく低下します。
書き込みスループットを最適化し、最小のレイテンシを必要とするデータやアプリケーション（例：オンライントランザクション処理システム）には、書き込みが読み込みよりも多く行われる場合や、物理ドライブ障害時の性能低下を許容できない場合、ミラーリングRAIDタイプ（RAID-1またはRAID-10）がより優れたソリューションを提供します。 これらの RAID タイプは、RAID-5 または RAID-6 のパリティデータに対する書き込み前の読み取りペナルティに起因する追加の I/O を排除するため、データの書き込みは単純な操作となります。RAID-10 は、複数の物理ドライブにデータをストライピングできるため、全体的な読み取りおよび書き込みのパフォーマンスを大幅に向上させることができるため、一般的に RAID-1 よりも優れた選択肢です。 ただし、OpenVOSのI/Oキューイング、LUNカウント、ストライピングに関する考慮事項の詳細については、セクション5.0「OpenVOSマルチメンバー論理ディスクとftScalable RAID-10 VDISKの比較」およびセクション6.0「OpenVOSキュー深度とftScalableストレージ」を参照してください。
ドライブ障害発生後、長期間にわたりデータが片方向通信状態でも耐えられるデータやアプリケーション、あるいは長時間のレイテンシにあまり敏感でないデータやアプリケーションについては、OpenVOSのミラーリングと併用する場合に限り、NRAIDおよびRAID-0 VDISKの使用が検討可能です。 これらのRAIDタイプを選択すると、特定の容量ポイントに対して最小限の物理ディスクドライブ数で運用可能となりますが、その代償として可用性が低下します。これらの制約と可用性への影響を考慮し、ストラタスはこれらのRAIDタイプの使用を推奨しません。
パリティベースのRAIDタイプとミラーリングRAIDタイプのどちらを選択すべきか判断できない場合、ミラーリングRAIDタイプを採用するのが賢明な選択です。ほとんどのアプリケーションにおいて、ミラーリングRAIDタイプは最高のパフォーマンスと可用性を提供します。
3.0 VDISKのLUN分割
OpenVOSでVDISKを使用するには、まず1つ以上のLUNにパーティション分割する必要があります。各LUNは特定のVOSメンバーディスクに割り当てられます。1つ以上のメンバーディスクが組み合わされて、単一のOpenVOS論理ディスクが構成されます。
ftScalable StorageアレイはVDISKを複数のLUNに分割することをサポートしていますが、これによりVDISK上の全LUNのI/Oスループットとレイテンシの両方に影響する重大なパフォーマンスの低下が生じる可能性があります。このため、ストラタスは顧客データに対してVDISKあたり複数のLUNを使用する構成を推奨しません。
マルチLUN VDISK構成でパフォーマンス低下が生じる理由は複数ありますが、基本的な要因はディスク競合とヘッドのシークです。ftScalable StorageアレイがマルチLUN VDISK構成内のいずれかのLUNに対するI/O要求を満たすたびに、物理ディスクドライブのヘッドをシークする必要があります。 VDISKを構成するLUNが増えるほど、ヘッド移動は増加します。ヘッド移動が増えるほど、ディスク競合が増加しレイテンシは大きくなります。すべてのI/Oは最終的にVDISKを構成する物理ディスクドライブで処理されなければならないことを覚えておいてください。アレイのキャッシュメモリはこの物理的なI/Oを代替することはできません。
ストラタスはベンチマークを実施し、4-LUN VDISKの総合I/Oスループットが単一LUNとして構成された同一VDISKのスループットの約半分である一方、平均レイテンシは4倍以上になる可能性があることを実証しました。
図1および図2は、VDISKあたり複数のLUNを使用した場合のパフォーマンスへの影響を示しています。これらの図は、1台、2台、または3台のLUNで構成された4ドライブRAID-5 VDISKを使用した場合に観測される、秒あたりの書き込みI/O操作数（IOPS）および最大レイテンシ（ミリ秒単位）の集計値を示しています。
注記：これらのチャートは、ストラタスの社内ラボにおける管理された条件下でのテスト結果に基づいています。実際の結果は異なる場合があります。
図1および図2。 VDISKあたりの複数LUNによるパフォーマンスへの影響
4.0 OpenVOS論理ディスクのLUNへの割り当て
最も単純な方法は、OpenVOS論理ディスク内の各構成ディスクをLUNに割り当てることです。単一のLUNよりも大きなVOS論理ディスクが必要な場合、またはストライピングによるパフォーマンス向上を求める場合は、VOSマルチメンバー論理ディスクを作成できます。この構成では、各構成ディスクが単一のLUNとなります。
図1は、ftScalable Storageアレイ上の物理ディスクドライブ、VDISK、LUNとOpenVOS論理ディスクの関係を示しています。これは単純なOpenVOS論理ディスクの例であり、2つのメンバーディスクで構成されています。各メンバーディスクは、ftScalable Storageアレイ上の単一のRAID1 VDISK / LUNです。
5.0 OpenVOS マルチメンバー論理ディスクと ftScalable RAID-10 VDISK の比較
OpenVOSでは現在、ストライピングを実装する様々な方法が利用可能です。 ftScalable Storageのリリース以前は、複数の物理ディスクドライブをVOSマルチメンバー論理ディスクとして構成する方法しか利用できませんでした。ftScalable Storageの登場により、RAID-10 VDISKを作成できるようになりました。この場合、アレイがすべてのストライピングを処理します。あるいは、両方の方法を組み合わせることも可能です。具体的には、それぞれがVDISKである複数のLUNを単一のVOSマルチメンバー論理ディスクに統合する方法です。
ストライピングを使用する場合、ストラタスは非ストライピングRAIDタイプのVDISK（例：RAID-1またはRAID-5）を推奨します。VDISKごとに単一のLUNを使用し、それらをVOSマルチメンバー論理ディスクに結合してください。これによりOpenVOSは各LUNごとに個別のディスクキューを維持でき、スループットを最大化しつつレイテンシを最小化できます。 ただし、割り当てLUNの数と潜在的なパフォーマンスへの影響に関する考慮事項については、セクション6.0「OpenVOSキュー深度とftScalableストレージ」を参照してください。
6.0 OpenVOSキュー深度とftScalableストレージ
すべてのストレージアレイ、物理ディスクドライブ、ファイバーチャネルHBA、および現代のオペレーティングシステムは、I/O要求用に様々なサイズのキューを備えています。キューの深さは基本的に、特定のデバイスに対して任意の時点で保留中（キューイング）にできる固有のI/O要求の数を定義します。
キューが満杯状態になるのは、デバイスが非常に忙しくなり、そのキューに追加のI/O要求を追加できなくなった場合です。キューが満杯状態になると、新しいI/O要求は中止され、キューに再び空きができるまで再試行されます。これにより、I/Oレイテンシの増加、アプリケーション応答時間の増加、およびI/Oスループットの低下が発生します。
OpenVOSは、各LUNに対してデフォルトのキュー深さ12を持つ個別のキューを維持します。ftScalable Storageアレイ上の各ホスト（ファイバーチャネル）ポートは、深さ128の単一キューを有します。
多数のLUNを構成するOpenVOS環境では、ごく少数の高負荷LUNによってftScalable Storageアレイのホストポートキューが飽和する可能性があります。これにより他のLUNへのI/O要求がキュー満杯状態となり、遅延が発生してアプリケーションの動作に影響を及ぼします。 構成で使用するLUNの数を慎重に調整し、必要に応じてストラタスに相談してOpenVOSのキュー深度設定を適切に調整してください。
7.0 ファイルをVOS論理ディスクに割り当てる
可能な限り、ランダムアクセスファイルとシーケンシャルアクセスファイルを別々の論理ディスクに割り当ててください。同一論理ディスク上で両方のファイルアクセス方式を混在させると、ランダムアクセスファイルへのアクセスに要する最悪ケースの時間（最大レイテンシ）が増加し、シーケンシャルアクセスファイルの最大スループットが低下します。また、I/Oアクセス方式に最適化するため、論理ディスクごとに異なるRAIDタイプを使用できる点も留意してください。
8.0 ストレージコントローラ間のVDISKのバランス調整
ftScalable Storageアレイはアクティブ・アクティブのストレージコントローラ設計を採用しており、2つのコントローラがI/Oをアクティブに処理します。ただし、各VDISKは割り当て時に特定のストレージコントローラ（コントローラAまたは コントローラB）に割り当てられます。特定のVDISKに対するすべてのI/Oは、割り当てられたストレージコントローラによって処理されます。特定のVDISKに割り当てるコントローラを指定しない場合、ftScalable Storageアレイはラウンドロビン方式で割り当てを行い、2つのコントローラを交互に使用します。
これにより2つのストレージコントローラ間でVDISKの数が均等になる可能性はありますが、I/Oワークロードが均等に分割されるとは限りません。 たとえば、構成にVDISK1からVDISK6までの6つのVDISKがあるとします。VDISK1とVDISK3はすべてのプライマリオンラインデータを処理し、どちらも非常にI/O負荷が高い一方、残りのVDISKはオフラインのアーカイブデータを処理し、はるかに負荷が低いです。
VDISKを明示的にコントローラに割り当てなかった場合、VDISK1、VDISK3、VDISK5がコントローラAに割り当てられ、VDISK2、VDISK4、VDISK6はコントローラBに割り当てられます。これにより、2つのストレージコントローラ間でI/O負荷の不均衡が生じます。
VDISKを割り当てる際には、推定されるI/Oワークロードを考慮し、必要に応じてVDISK作成プロセス中に特定のVDISKをコントローラに手動で割り当てる必要があります。ワークロードが変化した場合やI/O割り当てが不均衡であることが判明した場合は、既存のVDISKを新しいストレージコントローラに再割り当てできます。
注意：VDISKのコントローラ所有権を変更する操作は、VDISKを2つのコントローラ間で移動しLUN番号を再割り当てする間、データへのアクセスに一時的な影響を及ぼすため、中断を伴う操作です。オンライン状態のOpenVOS論理ディスクに対しては実行できません。この操作を実行する前に、ストラタス社にご相談ください。
9.0 シングルVDISK構成
ftScalable Storageアレイ上で単一の大きなVDISKを作成することは可能ですが、パフォーマンスに影響を与える問題が生じるため、Stratusでは推奨されておらず、避けるべきです。
前述の通り、各ftScalable Storageアレイ内には2つのストレージコントローラが存在し、アクティブ-アクティブモードで稼働します。各VDISKは特定のストレージコントローラに割り当てられ、そのコントローラが当該VDISKの全I/O処理を所有・実行します。単一VDISK構成では、2つのストレージコントローラのうち1つだけが全I/O要求を処理することになるため、ftScalable Storageアレイの総利用可能パフォーマンスが半減します。
OpenVOS構成では、各LUNごとに独立したI/Oディスクリクエストキューが存在します。VDISKを単一のみにすると、OpenVOSがftScalable Storageアレイへ並列I/Oリクエストを送信する能力が最小化され、結果として全体的なI/Oスループットとレイテンシが低下します。
10.0 OpenVOSにおけるVDISK/LUNのサイズ設定の影響
10.1 生容量と使用可能容量
OpenVOSオペレーティングシステムは、ディスクデータの最高レベルのデータ整合性を確保するためにメタデータを利用します。このメタデータは、データ本体とは別の物理セクタとして保存されます。その結果、OpenVOSでは使用可能なデータ8セクタごとに9つの物理セクタが使用されます。
ftScalable VDISKおよびLUNを設定する際は、OpenVOSに提示されるサイズがRAW容量であり、メタデータのオーバーヘッドを反映していない点に留意してください。実際の使用可能容量は、VDISK/LUNの物理的なRAWサイズの約8/9（88%）となります。さらにOpenVOSは、パーティション分割のオーバーヘッド用に約1.1GBの領域を予約します。
OpenVOSは通常、LUN上のストレージを5GB単位に切り上げて利用します。これにより、サイズがわずかに異なるLUNの組み合わせが可能となります。この切り上げ処理の唯一の例外は、特定のレガシーOpenVOSディスクタイプ（例：D913、D914）のサイズと完全に一致するLUNです。
10.2 OpenVOSディスクセグメント、LUNサイズ設定およびLUN数
OpenVOSでは、VOSモジュールごとに最大254個のアドレス指定可能なディスクセグメントを持ち、各ディスクセグメントは約34GBのストレージをアドレス指定できます。これにより、OpenVOS上では最大約8.6TB（テラバイト）のデュプレックス化されたアドレス指定可能ストレージが実現されます。すべてのOpenVOS論理ディスクは、少なくとも1つのディスクセグメントを消費します。
VDISK / LUN のサイズと数を割り当てる際には、これら 2 つの制約を考慮する必要があります。 各論理ディスクには少なくとも1つのセグメントが必要であるため、多数の小さなVDISK/LUNを使用すると、OpenVOSシステム上で構成可能なストレージ容量の全体的な最大値が大幅に減少します。OpenVOSシステム上で構成可能なストレージ容量をさらに最大化するには、特定の論理ディスクに必要なディスクセグメント数を最小化するため、使用可能サイズ34GB（生サイズ38.6GB）の整数倍でLUNを作成してください。
10.3 論理ディスクサイズに関するPOSIXの制限
ディスクメンバーの数とVOS論理ディスクの総容量は、POSIXアプリケーションで使用される生成インデックス番号のサイズを決定します。現在のVOSリリースでは、この値は32ビットに制限されており、これにより論理ディスクサイズは約545GBまで対応可能です。この制限を超える場合、VOSのinitialize_diskコマンドは警告を生成し、既存のPOSIXアプリケーションに互換性の問題が生じる可能性があることを通知します。
論理ディスクにアクセスするすべてのPOSIXアプリケーションが、OpenVOS 17.1上でプリプロセッサシンボル_VOS_LARGE_INODEを定義して再コンパイルされ、かつ32ビットと64ビットの両方のiノード番号をサポートするOpenVOS 17.1 POSIXランタイムルーチンで再リンクされている場合、問題はありません。 該当ディスクに対する警告メッセージは、OpenVOSリリース17.1以降においてinitialize_diskコマンドに-no_check_legacy_inodesオプションを追加することで無視および/または抑制できます。
詳細については、ソフトウェアリリース情報：OpenVOS Release 17.1 (R622-01) および OpenVOS システム管理：ディスクおよびテープ管理 (R284-12) を参照してください。
11.0 物理ディスクドライブの挿入と取り外し：I/Oパフォーマンスへの影響
ftScalable Storageアレイは、アレイの電源を切ったり、ホストやアプリケーションを停止したりすることなく、物理ディスクドライブのオンライン挿入および取り外しをサポートします。1台以上のドライブが挿入または取り外された後、ftScalable Storageアレイは、再配置された、取り外された、または新しく挿入された物理ディスクドライブがあるかどうかを判断するために、基盤となる物理ディスクトポロジの再マッピングプロセスを経る必要があります。これは「再スキャン」と呼ばれます。
これらの再スキャンは、オペレータによる手動コマンドを一切必要とせず、ftScalable Storageアレイによって自動的に実行されます。この再スキャン処理が進行中は、保留中のI/O要求が一時的に遅延する場合があります。
第一世代のftScalable Storageアレイでは、ドライブ挿入により約40秒間にわたり4～7秒のI/O遅延が複数発生する可能性があります。ドライブ取り外しでは通常、約15秒間にわたり3～11秒のI/O遅延が2回発生します。
最新世代のftScalable Storage G2アレイでは、ドライブの挿入または取り外しによるI/O遅延が3秒以下に短縮されました。
注記：これらの結果は、Stratus社内ラボにおける制御された環境下でのテスト結果です。最新のファームウェアバージョンを使用し、物理ディスク構成を最大化（第1世代ftScalable Storageアレイではアレイあたり3つのエンクロージャーに36台のドライブ、ftScalable Storage G2アレイでは72台のドライブ）して実施されました。実際の結果は、お客様の具体的な構成やワークロードによって異なる場合があります。
再スキャン処理中に発生するI/O遅延が、レイテンシに敏感なアプリケーションに与える影響を最小限に抑えるための推奨事項がいくつかあります。
- 少なくとも1台の物理ディスクドライブをスペアドライブとして構成し、耐障害性RAIDタイプのVDISKを使用してください。スペアドライブを割り当て、耐障害性RAIDタイプを使用することで、ftScalable StorageアレイはVDISKから限界状態または故障した物理ディスクを自動的に除去し、ドライブの挿入や取り外しを必要とせずに回復プロセスを開始できます。これにより再スキャンが回避されます。故障したドライブは、重要度の低い時間帯に交換できます。
- 耐障害性のないRAIDタイプのVDISK（RAID-0、NRAID）を使用する場合、SRAでは予備のVDISKを追加で作成することを推奨します。この予備VDISKを交換用メンバーディスクとして使用し、OpenVOSミラーリングによる再デュプレックス化を行うことで冗長性を確保できます。これにより、障害発生ドライブを重要度の低い時間帯に交換することが可能となります。
- サービス操作後、特定のエンクロージャー・スロット位置を保持するために物理ドライブを移動しないでください。ftScalable Storageアレイの設計では、VDISK用の物理ドライブを割り当て時と同じエンクロージャー・スロット位置に保持する必要はありません。
- 交換用ドライブが到着し、同時に取り付け可能な状態になるまで、動作不良または故障した周辺ドライブを物理的に取り外さないでください。物理的なドライブの取り外しと挿入を調整することで、再スキャン処理中に複数のドライブトポロジ変更が発生する可能性があるため、再スキャン処理が行われる回数を最小限に抑えられます。
要約
OpenVOSオペレーティングシステムとftScalableストレージアレイの組み合わせにより、最も重要なアプリケーションをホストするための堅牢でスケーラブルかつ柔軟なストレージ環境を実現します。各種RAIDタイプ、LUNトポロジー、および利用可能な構成オプションの利点と欠点を理解することで、ビジネス要件、パフォーマンス要件、可用性要件を満たす最適なストレージレイアウトを構築できます。