抄録
ftScalableTM Storage と ftScalable Storage G2 アレイは、非常に柔軟でスケーラブルなハードウェアストレージサブシステムです。様々なRAIDタイプと構成オプションの利点と落とし穴、特にそれらがOpenVOSオペレーティングシステムとどのように相互作用するかを理解することで、最適なディスクトポロジーを作成することができます。
このホワイトペーパーでは、ftScalable Storage がサポートする様々な RAID タイプの詳細、長所と短所、典型的な使用法、そして OpenVOS アプリケーションに最適なディスクトポロジーを設計する方法について説明します。
専門用語
以下の用語集は、この文書で使用されている保管業界の一般的な用語を定義しています。
Degraded mode (デグレードモード)。物理ディスク ドライブが故障した後の VDISK の動作モードで、リカバリ動作が開始される前のモードです。このモードでは、VDISK は完全に冗長化されていないため、物理ドライブの故障により VDISK が失われる可能性があります。
HBAまたは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)処理と物理的な接続性を提供するPCI-XまたはPCI-e回路基板または集積回路アダプタ。
Logical disk (論理ディスク) の略。1 つまたは複数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内の単一の物理ディスク、ftScalable Storage アレイ内の LUN、またはいずれかのタイプまたは両方のタイプの二重化されたペアのいずれかです。
LUN または論理ユニット。ftScalable Storage アレイの VDISK のサブディビジョン、または VDISK 全体。
Multi-member logical disk (マルチメンバー論理ディスク) の略。少なくとも2つのペアの二重化されたメンバーディスクで構成されるOpenVOS論理ボリュームで、データはすべてのメンバーディスクのペアに渡ってストライプ化されています。
RAIDのオーバーヘッド。冗長性を提供するために特定の RAID タイプで使用される物理ドライブの容量。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% となります。
リカバリーモード。ドライブ障害後の再構築中のVDISKの動作モード。このモードでは、VDISKは完全に冗長化されていないため、物理的なドライブ障害が発生した場合、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ブロックを書き込むことで、I/O 性能を向上させる方法。
VDISK (VDISK) または仮想ディスク。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、特定のRAIDタイプを使用して、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1つ以上のディスクとして表示されるように編成されています。
本書では、ストラタスの VOS および OpenVOS オペレーティングシステムに関連して、「VOS」および「OpenVOS」という用語を互換的に使用しています。
1.0 RAIDタイプ
ftScalable Storage アレイは様々な RAID タイプをサポートしています。 これらには、ノンフォールトトレラントRAIDタイプ(RAID-0、NRAID)、パリティベースのRAIDタイプ(RAID-3、RAID-5、RAID-6)、ミラーリングRAIDタイプ(RAID-1)、組み合わせRAIDタイプ(RAID-10、RAID-50)が含まれます。 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、サービス性の特徴があります。これらを理解することで、アレイディスクのトポロジーを作成する際に情報に基づいた選択が可能になります。
1.1 ノンフォールトトレラントRAIDタイプ
ftScalable Storageには、RAID-0とNRAIDの2つのノンフォールトトレラントRAIDタイプがあります。
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渡ってストライピングされます。VDISK は最高の 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ありません。いずれかの物理ディスクドライブを失うと、この VDISK のデータは完全に失われます。
RAID-0 はフォールトトレラントではない RAID タイプなので、ftScalable Storage アレイは、限界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プロアクティブに再構築することはできません。その代わり、リカバリは二重化されたディスクを介したフォールトトレランスの伝統的な OpenVOS システムに完全に依存します。
その結果、RAID-0 の VDISK を再作成して復旧するには、一連の手動サービス操作(故障した VDISK の削除、不良物理ディスクの物理的な削除、交換用物理ドライブの設置、VDISK の再作成、論理ディスクの再フォーマット、VOS による再デュプレックス)が必要となります。 これらのリカバリ操作がすべて完了するまで、データは単純化されます。 物理ドライブの挿入や削除が I/O 処理に与える影響についての詳細は、セクション 11.0 「物理ディスクドライブの挿入と削除」を参照してください。 物理ディスクドライブの挿入と削除: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使用せずに、このタイプの RAID を使用することを推奨しません。 OpenVOS ミラーリングを使用しても、データを完全な冗長性に復元するために必要な手動のサービス操作とそれに伴う時間を考えると、データ損失の可能性を強く考慮すべきである。
1.1.2 NRAID
NRAID VDISKは基本的にフォールトトレランスのない単一の物理ディスクドライブです。ストライピングがないため、単一の物理ディスクドライブの性能特性を持っています。NRAID VDISK は、RAID-0 VDISK と同じ可用性とサービス性の特性を持っています。
1.2 パリティベースのRAIDタイプRAID-3、RAID-5、RAID-50、RAID-6
ftScalable Storageアレイは、4種類のパリティベースのVDISKをサポートしています。RAID-3、RAID-5、RAID-50、RAID-6です。RAID-3 と RAID-50 の使用率が低いため、このホワイトペーパーでは、より一般的に使用されている RAID-5 と RAID-6 タイプに焦点を当てています。
これらの RAID タイプは、パリティベースのアルゴリズムとストライピングを使用し、ミラーリングと比較して低コストで高可用性を提供します。RAID-5 VDISK は XOR 生成パリティデータを格納するために 1 台の物理ディスクドライブに相当する容量を使用し、RAID-6 VDISK は XOR とリードソロモンパリティデータの両方を生成して格納するために 2 台の物理ディスクドライブに相当する容量を使用します。RAID-5 と RAID-6 VDISK は、セット内のすべての物理ディスクドライブ間でパリティとデータブロックを分配します。
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 オーバーヘッドのために必要なストレージ容量が少なくなります。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 台ですが、RAID-6 では最低 4 台必要です。
RAID-5 VDISK は 1 台のディスクドライブの故障でもデータを失うことなく、RAID-6 VDISK は 2 台のドライブの故障でも生き延びることができます。 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 から限界または故障した物理ディスクドライブをプロアクティブに削除することができます。 さらに、スペアドライブが利用可能な場合、リカバリーモードは、オペレーティングシステムに透過的に処理されるため、オペレータの介入、物理ドライブの挿入、またはOpenVOSで論理ディスクを再多重化する必要なしに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を交換し、新しいスペアを作成する時間をスケジュールすることができます。ただし、セクション11.0「物理ディスクドライブの挿入と削除。物理ドライブの取り外しと挿入が I/O 処理に与える影響の詳細については、「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。
どちらのタイプも優れた読み込み性能を提供しますが、書き込み性能はデータブロックだけでなく、パリティブロックに必要な計算や読み込み/変更/再書き込み操作によっても影響を受けます。RAID-5 または RAID-6 の VDISK は、物理ディスクドライブが 1 台故障した後にデグレードモードで動作していても、スループットには中程度の影響があります。しかし、データが再構築されているリカバリモードの VDISK は、スループットに大きな影響を与えます。
2 台の故障した物理ディスクドライブから発生したデグレードモードで動作する RAID-6 VDISK は、スループットに中程度から高い影響を与え、2 台のドライブが再構築されたリカバリーモードで動作する RAID-6 VDISK は、スループットに非常に高い影響を与えます。
RAID-5 または RAID-6 VDISK をデグレードモードまたはリカバリーモードで使用した場合の I/O への影響の概算については、表 1 を参照してください。
注:これらは概算であり、実際の環境での影響は、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 シングルドライブの失敗 |
RAID 5 / RAID 6 リカバリーモード シングルドライブの失敗 |
RAID 6 劣化モード デュアルドライブの失敗 |
RAID 6 リカバリーモード デュアルドライブの失敗 |
|
パーフを読む。 | 40 – 50% | 50 – 60% | 50 – 60% | 60 – 70% |
パーフを書く。 | 10 – 15% | 15 – 25% | 20 – 25% | 25 – 35% |
1.3 RAIDタイプのミラーリングRAID-1とRAID-10
ftScalable Storageでは、RAID-1とRAID-10の2種類のミラーリングRAID VDISKを作成することができます。
1.3.1 RAID-1。
RAID-1 VDISK は、ミラーリングされた物理ディスクドライブのシンプルなペアです。RAID-1 VDISK は良好なリード/ライトパフォーマンスを提供し、データの可用性に影響を与えることなく、1台の物理ディスクドライブの損失に耐えることができます。リードはどちらかの物理ドライブで処理でき、ライトは両方のドライブに書き込まなければなりません。 すべてのデータは RAID-1 VDISK で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 のオーバーヘッドが大きくなります。
故障した物理ディスクドライブからのリカバリは、生き残ったパートナーからの再ミラーリングのみを必要とする簡単な操作です。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 から限界または故障した物理ディスクドライブをプロアクティブに削除することができます。 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、物理ドライブの挿入、OpenVOSでの論理ディスクの再二重化の必要なしに、リカバリー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を交換し、新しいスペアを作成する時間をスケジュールすることができます。とはいえ、セクション11.0「物理ディスクドライブの挿入と削除」を参照してください。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ついては、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、デグレードモードまたはリカバリーモードで実行している間は、パフォーマンスへの影響はわずかです。
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プ状に配置されています。RAID-10 VDISK は、高性能、スケーラビリティを提供し、複数の物理ドライブの故障にもデータを失うことなく生き延びることができます。デグレードモードやリカバリーモードでのサービス性、RAID オーバーヘッド、パフォーマンスへの影響は、RAID-1 VDISK と同様です。
1.3.3 RAID タイプ特性の概要
表 2 は、説明した RAID タイプの特徴をまとめたものです。表2では、各タイプのVDISKを0から5までのスケールで評価しています(0は非常に悪く、5は非常に良い)。 各行内の値のみを比較し、行間の比較は無効です。
表2. RAIDタイプの特性
カテゴリー | エヌアールアイ | RAID-0 | ARRIPHONED-1 | RAID-10 | ひょうじけんさごう | AIRD-6 |
可用性 | 0 | 0 | 3 | 5 | 4 | 5 |
RAID オーバーヘッド | 5 | 5 | 0 | 0 | 3 | 2 |
パフォーマンスを読む | 3 | 5 | 4 | 5 | 4 | 4 |
パフォーマンスを書く | 3 | 5 | 3 | 4 | 2 | 2 |
劣化モード性能 | N/A | N/A | 3 | 5 | 2 | 1 |
リカバリーモードの性能 | N/A | N/A | 3 | 5 | 2 | 1 |
2.0 RAID タイプの選択
それぞれのRAIDタイプには、特定の利点と欠点があります。これらを理解することで、環境に最適な RAID タイプを選択することができます。ftScalable Storage アレイでサポートされている RAID タイプを使用して複数の VDISK を作成することができ、アプリケーションやシステム環境に最適な RAID レイアウトを設計することができることを覚えておいてください。 ftScalable Storage アレイ上のすべての VDISK に同じ RAID タイプを使用する必要はありません。
注:ストラタスが OpenVOS システムボリュームに対して特定の RAID タイプおよび LUN トポロジーを使用していることは、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はないデータやアプリケーション(バッチ処理など)や、読み込みと書き込みのどちらに偏っている場合には、RAID-5 が良い選択となります。 低い書き込みスループット性能と高いレイテンシを許容する代わりに、与えられた容量に対してより少ない物理ディスクドラ イブを使用することができ、高いフォールトトレランスを達成することができます。しかし、VDISK をデグレードモードまたはリカバリモードで動作させた場合のアプリケーションへの影響も考慮する必要があります。 デグレードモードやリカバリモードでの全体的な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、より多くの問題が発生します。
最小のレイテンシで最適な書き込みスループットを必要とするデータやアプリケーション(例えば、オンライン トランザクション処理システム)、読み取りよりも書き込みの方が多いデータや、物理ドライブの故障時のパフォーマンス低下に耐えられないデータやアプリケーションには、ミラーリング RAID タイプ(RAID-1 または RAID-10)がより良いソリューションを提供します。これらのRAIDタイプは、RAID-5やRAID-6のパリティデータのリードビフォーアフターライトのペナルティに起因する追加のI/Oを排除しているため、データの書き込みは簡単な操作となります。RAID-10は一般的にRAID-1よりも優れた選択ですが、これは複数の物理ドライブにデータをストライプすることができるため、全体的な読取りと書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からです。しかし、OpenVOS I/O キューイング、LUN カウント、ストライピングの考慮事項についての追加情報は、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 VDISKs」とセクション 6.0「OpenVOS キューの深さと ftScalable Storage」を参照してください。
ドライブが故障した後のデータが単調になっている期間が長くなることに耐えられるデータやアプリケーション、あるいは長いレイテンシにあまり敏感ではないデータやアプリケーションには、OpenVOS のミラーリングと一緒に使用する場合にのみ、NRAID や RAID-0 VDISK が検討されるかもしれません。 これらのRAIDタイプを選択することで、与えられた容量ポイントに対して、最小数の物理ディスクドライブを使用することができますが、その代償として、可用性は低下します。 これらの制限や可用性への影響を考慮すると、ストラタスはこれらの RAID タイプの使用を推奨しない。
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るか決められない場合は、大多数のアプリケーションで最高のパフォーマンスと可用性を提供するミラーリングRAIDタイプのいずれかを使用するのが賢明な選択です。
3.0 VDISK の LUN へのパーティショニング
OpenVOS で VDISK を使用する前に、まず 1 つまたは複数の LUN に分割する必要があります。各 LUN は、特定の VOS メンバ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は、1つのOpenVOS論理ディスクに結合されます。
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、これは、VDISK 上のすべての LUN の I/O スループットとレイテンシの両方に影響を与える大きなパフォーマン スの低下をもたらす可能性があります。その結果、ストラタスでは、顧客データ用に VDISK ごとに複数の LUN を使用する構成を推奨していません。
マルチLUN VDISK 構成を実行しているときに見られるパフォーマンスの低下にはいくつかの理由がありますが、基本的な理由は ディスク競合とヘッドシークです。ftScalable Storage アレイがマルチ LUN VDISK 構成の LUN の 1 つへの 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しなければなりません。VDISK を構成する LUN が多ければ多いほど、ヘッドの動きが大きくなります。ヘッドの移動が多ければ多いほど、ディスクの競合が増加し、レイテンシが大きくなります。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によって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。
ストラタスは、4-LUN の VDISK の合計 I/O スループットは、1 つの LUN として構成された同じ VDISK のスループットの約半分であり、平均レイテンシは 4 倍以上になることを示すベンチマークを実施しました。
図 1 と図 2 は、VDISK ごとに複数の 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。 これらのチャートは、1、2、3 の LUN で構成された 4 ドライブ RAID-5 VDISK を使用した場合の、1 秒あたりの書き込み IOPS (IOPS) と最大レイテンシ (ミリ秒) の合計値を示しています。
注: これらのチャートは、管理された条件下でのストラタステクノロジー社内ラボテストの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と図2 VDISKあたりの複数のLUN パフォーマンスの影響
4.0 OpenVOS論理ディスクのLUNへの割り当て
最も単純なアプローチは、OpenVOS 論理ディスク内の各メンバーディスクを 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や、ストライピングのパフォーマンス上の利点が必要な場合は、各メンバーディスクが単一のLUNであるVOSマルチメンバー論理ディスクを作成することができます。
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、2 つのメンバディスクからなる単純な OpenVOS 論理ディスクの例で、各メンバディスクは 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 との比較
現在では、OpenVOS でストライピングを実装するための様々な方法があります。ftScalable Storage がリリースされる前は、利用可能な唯一の方法は、VOS マルチメンバー論理ディスクとして構成された複数の物理ディスクドライブを使用することでした。ftScalable Storage の出現により、アレイがすべてのストライピングを処理する RAID-10 VDISK を作成することができ、また、VDISK である複数の LUN を 1 つの VOS マルチメンバー論理ディスクに結合するという両方の方法を組み合わせることもできます。
ストライピングを使用する場合、STRATATUS では、VDISK あたりに単一の LUN を持つ非ストライピング RAID タイプの VDISK (RAID-1 や RAID-5 など) を使用し、それらを VOS のマルチメンバ論理ディスクに結合することを推奨しています。 これにより、OpenVOSは各LUNに対して個別のディスクキューを維持し、スループットを最大化し、レイテンシを最小化することができます。 とはいえ、割り当てられたLUNの数と潜在的なパフォーマンスへの影響については、セクション6.0「OpenVOSキューの深さと ftScalable Storage」を参照してください。
6.0 OpenVOS のキュー深度と ftScalable Storage
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、および最新のオペレーティングシステムは、I/Oリクエストのための様々なサイズのキューを持っています。 キューの深さは、基本的には、どのくらいの数のユニークな I/O 要求が、任意の時間に特定のデバイスのために保留 (キューに入れられている) できるかを定義します。
キューがいっぱいの状態は、デバイスが非常にビジー状態になり、キューに追加の I/O 要求を追加できなくなったときに発生します。キューがいっぱいの状態が存在すると、新しい I/O 要求は中断され、キューに再びスペースがあるまで再試行されます。これは、I/O レイテンシの増加、アプリケーションの応答時間の増加、および I/O スループットの減少を引き起こします。
OpenVOS は、各 LUN に対してデフォルトのキューの深さが 12 の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、深さが 128 の単一のキューを持っています。
多数の LUN を持つ OpenVOS 構成では、比較的少数の非常にビジーな LUN で ftScalable Storage アレイのホストポートキューを埋めることが可能です。 これは、他のLUNに対するI/O要求がキューがいっぱいの状態のステータスを受信し、それらとアプリケーションを遅延させる結果となります。 構成で使用する LUN の数のバランスを慎重にとり、必要に応じて Stratus に相談して OpenVOS のキューの深さの設定を調整する必要があります。
7.0 VOS論理ディスクへのファイルの割り当て
可能であれば、ランダムアクセスされたファイルとシーケンシャルアクセスされたファイルを別々の論理ディスクに割り当てます。同じ論理ディスク上で 2 種類のファイルアクセス方法を混在させると、ランダムアクセスファイルへのアクセスに必要なワーストケース時間 (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可能スループットが低下します。また、I/O アクセスタイプに最適なように、論理ディスクごとに異なる RAID タイプを使用することもできます。
8.0 ストレージコントローラ間のVDISKのバランシング
ftScalable Storage アレイは、2 つのコントローラがアクティブに I/O を処理するアクティブアクティブ・アクティブ・ストレージ・コントローラ設計を採用しています。特定の VDISK のすべての 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 に割り当てたいコントローラを指定しない場合、ftScalable Storage アレイは、2 つのコントローラ間で交互にラウンドロビン方式で割り当てます。
これにより、2つのストレージコントローラ間でVDISKの数のバランスが取れるかもしれませんが、I/Oワークロードが均等に分割されるとは限りません。 例えば、VDISK1 から VDISK6 と呼ばれる 6 個の VDISK が設定されているとします。 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 負荷が高く、残りの VDISK はオフラインのアーカイブデータを処理しますが、ビジー度はそれほど高くありません。
VDISK をコントローラに明示的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 がコントローラ B に割り当てられることになり、2 つのストレージコントローラ間で I/O 負荷が不均衡になります。
VDISK を割り当てる際には、推定 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。 ワークロードが変更されたり、I/O 割り当てが不均衡になったりした場合は、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することができます。
注意: VDISK のコントローラの所有権を変更することは破壊的な操作であり、VDISK が 2 つのコントローラ間で移動され、LUN 番号が再割り当てされる間、データへのアクセスに一時的な影響を与えない限り、これを行うことはできません。これは、オンラインの OpenVOS 論理ディスクに対しては実行できません。この操作を行う前に、ストラタスに相談してください。
9.0 シングル VDISK 構成
ftScalable Storage アレイ上に単一の大きな VDISK を作成することは可能であるが、これはパフォーマンスに影響を与え、Stratus では推奨していないため、避けるべきである。
前述のように、各 ftScalable Storage アレイ内には 2 つのストレージコントローラがあり、アクティブ・ アクティブ・モードで動作しています。 各 VDISK は、その VDISK のすべての I/O 処理を所有し実行する特定のストレージコントローラに割り当てられています。 1 つの VDISK 構成では、2 つのストレージコントローラのうち 1 つだけがすべての I/O 要求を処理するため、ftScalable Storage アレイの総利用可能なパフォーマンスが半分になります。
OpenVOS 構成では、各 LUN に対して個別の I/O ディスク要求のキューがあります。 単一の VDISK のみを持つことで、OpenVOS が ftScalable Storage アレイに並列 I/O 要求を送信する能力を最小限に抑え、全体的な I/O スループットとレイテンシを再び低下させます。
10.0 OpenVOSにおけるVDISK / LUNのサイジングへの影響
10.1 原料対使用可能な容量
OpenVOS オペレーティングシステムは、ディスクデータのデータ整合性を最高レベルで確保するためにメタデータを利用しています。このメタデータは、データ自体とは別の物理セクタとして保存されます。その結果、OpenVOS は 9 つの物理セクタを使用して、使用可能なデータの 8 セクタごとに保存します。
ftScalable VDISK と LUN を設定する際、OpenVOS に提示されるサイズは RAW 容量を表し、メタデータのオーバーヘッドを反映していないことを覚えておいてください。 使用可能な容量は、VDISK / LUN の生の物理サイズの約 8/9(88%)です。さらに、OpenVOS は、オーバーヒアードのパーティショニング用に約 1.1 GB のスペースを確保しています。
OpenVOSは通常、LUN上のストレージを5GB境界に丸めて利用します。 これにより、わずかに異なるサイズのLUNをパートナーにすることができます。 この丸めの唯一の例外は、特定のレガシー OpenVOS ディスクタイプ(例えば、D913 や D914)のサイズに完全に一致する LUN の場合です。
10.2 OpenVOSディスクセグメント、LUNサイジング、LUN数
OpenVOS には、VOS モジュールあたり最大 254 個のアドレス指定可能なディスクセグメントがあり、各ディスクセグメントは約 34 GB のストレージをアドレス指定することができます。 これにより、OpenVOS上の最大約8.6 TB (テラバイト) の二重アドレス指定可能なストレージになります。 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。
これら 2 つの制約は、VDISK / LUN のサイズとカウントを割り当てる際に考慮する必要があります。 各論理ディスクは少なくとも 1 つのセグメントを必要とするため、小さな VDISK / LUN を多く使用すると、OpenVOS システムで設定可能なストレージの最大容量を大幅に減少させることができます。 OpenVOS システム上の設定可能なストレージ量をさらに最大化するには、34 GB の使用可能なサイズ (38.6 GB raw) の整数倍の LUN を作成して、特定の論理ディスクに必要なディスクセグメントの数を最小化します。
10.3 論理ディスクサイズのPOSIX制限
ディスクメンバーの数とVOS論理ディスクの合計サイズは、POSIXアプリケーションで使用される生成されたinode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、約545GBの論理ディスクサイズが可能です。 その制限を超えると、VOS initialize_diskコマンドは、既存のPOSIXアプリケーションに互換性の問題が発生する可能性があるという警告を生成します。
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、プリプロセッサシンボル _VOS_LARGE_INODE を定義して OpenVOS 17.1 で再コンパイルされ、32 ビットと 64 ビットの両方の inode 番号をサポートする OpenVOS 17.1 POSIX ランタイムルーチンでリバウンドされている場合、問題はありません。 そのディスクに対する警告メッセージは、OpenVOS リリース 17.1 以降で initialize_disk コマンドに追加された -no_check_legacy_inodes オプションで無視および/または抑制することができます。
ドキュメント「Software Release Bulletin」を参照してください。OpenVOS Release 17.1 (R622-01) および OpenVOS System Administration (R284-12) を参照してください。 ディスクとテープの管理 (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抜をサポートします。 1 台以上のドライブが挿入または削除された後、ftScalable Storage アレイは、再配置、削除、または新たに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、基礎となる物理ディスク トポロジーを再マッピングするプロセスを実行しなければなりません。 これは「再スキャン」と呼ばれます。
これらの再スキャンは、手動のオペレータコマンドなしに ftScalable Storage アレイによって自動的に行われます。 この再スキャンプロセスが発生している間、保留中のI/O要求は完了するまで一時的に遅延することがあります。
第1世代のftScalable Storageアレイでは、ドライブを挿入すると、約40秒の期間で4~7秒の間の複数のI/O遅延が発生する可能性があります。ドライブを取り外すと、通常、約15秒の間に3~11秒の間の2つのI/O遅延が発生します。
最新世代のftScalable Storage G2アレイでは、ドライブの挿入や取り外しに起因するI/Oの遅延が3秒以下になりました。
注: これらは、最新の FW バージョンと最大物理ディスク構成 (第 1 世代の ftScalable Storage アレイでは 36 ドライブのアレイあたり 3 エンクロージャ、または ftScalable Storage G2 アレイでは 72 ドライブ) で、制御された条件下でのストラタスの内部ラボテストの結果です。実際の結果は、特定の構成と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、フォールトトレラントRAIDタイプのVDISKを使用します。 スペアドライブを割り当て、フォールトトレラントRAIDタイプを使用することで、ftScalable Storageアレイは、VDISKから限界または故障した物理ディスクを自動的に削除し、ドライブの挿入や取り外しを必要とせずにリカバリープロセスを開始し、再スキャンを回避することができます。 重要度の低い期間に故障したドライブを交換することができます。
- 非耐障害性 RAID タイプの VDISK (RAID-0, NRAID) を使用する場合、SRA はスタンバイスペアとして余分な VDISK を作成することをお勧めします。 このスタンバイ VDISK を交換用のメンバーディスクとして使用し、OpenVOS ミラーリングを使用して冗長性を提供するために再多重化することができます。 これにより、クリティカルではない期間に故障したドライブを交換することができます。
- サービス操作後に特定のエンクロージャスロット位置を維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 アレイ設計では、VDISK の物理ドライブが割り当てられたときと同じエンクロージャースロット位置に残る必要はありません。
- 代替品が届き、同時にインストールできる状態になるまでは、限界があるディスクドライブや故障したディスク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、1回の再スキャンプロセス内で複数のドライブ トポロジーの変更が発生する可能性があるため、再スキャンプロセスの発生回数を最小限に抑えることができます。
概要
OpenVOS オペレーティングシステムと ftScalable Storage アレイの組み合わせは、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で柔軟なストレージ環境を提供します。様々なRAIDタイプ、LUNトポロジ、構成の選択肢の利点と欠点を理解することで、ビジネス、パフォーマンス、可用性のニーズを満たす最適なストレージレイアウトを作成することができます。