分布式 RAID 阵列属性

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分布式 RAID 阵列的属性确定阵列的配置属性。

分布式 RAID 阵列配置会创建大规模内部 MDisk。 存在不同类型的分布式 RAID 阵列。 分布式 RAID 5 阵列可以包含 几个 作为 4 驱动器 最初， 而分布式 RAID 6 阵列最初可以包含 少量 作为 6 驱动器 。 它们都可以 扩展至 ，最多包含 128 个驱动器。

分布式 RAID 阵列包含重建区域，这些区域用于在驱动器发生故障后维持冗余。 如果系统上没有足够的可用驱动器，那么无法配置分布式 RAID 阵列。 分布式 RAID 阵列可解决非分布式 RAID 阵列配置中的重建瓶颈，因为重建区域分布在阵列中的所有驱动器上。

重建写工作负载分布在所有驱动器上，而不仅仅是将导致阵列上的重建速度更快的单一备用驱动器上。 分布式 RAID 阵列不再需要处于空闲状态的单独驱动器，直到发生故障为止。 并不会分配一个或多个驱动器作为备用驱动器，备用容量会分布在所有成员驱动器中的特定重建区域上。 数据可以更快地复制到重建区域，且冗余能更迅速地复原。 此外，随着重建进度的推进，因为要为每个卷扩展数据块使用所有可用的驱动器，池的性能将更加始终如一。 更换故障驱动器后，数据将从分布式重建区域中复制回驱动器。 与“热备用”驱动器不同，将在驱动器中未用作重建区域的其他部分中处理读/写请求。 重建区域的数量基于分布式 RAID 阵列的宽度以及成员驱动器的技术。

例如，使用 RAID 6 驱动器的分布式 RAID 阵列可以处理两个并发 驱动器 故障。 重新构建两个发生故障的驱动器后，阵列可再次容许另外两次驱动器故障。 如果使用所有重建区域，那么阵列会在下一次驱动器发生故障时降级。

支持的 RAID 级别

系统支持分布式 RAID 阵列的以下 RAID 级别:

分布式 RAID 5
分布式 RAID 5 阵列将数据条带分割给成员驱动器，其中每个条带上有一个奇偶性校验条。 这些分布式 RAID 阵列可支持 4-128 个驱动器。 RAID 5 分布式阵列只允许一个成员驱动器发生故障。 为了恢复已降级的分布式 RAID 阵列的冗余性， 就地重建 过程用于将数据 (或奇偶性) 直接重构回已更换的成员驱动器。
分布式 RAID 6
分布式 RAID 6 阵列将数据条带分割给成员驱动器，其中每个条带上有两个奇偶性校验条。 分布式 RAID 6 阵列可以支持 6-128 个驱动器。 或者，分布式 RAID 6 还最多可支持 48 个 NVMe 驱动器。 分布式 RAID 6 阵列可容许任意两个成员驱动器同时发生故障。 为了恢复已降级的分布式 RAID 阵列的冗余性， 就地重建 过程用于将数据 (或奇偶性) 直接重构回已更换的成员驱动器。

分布式 RAID 阵列的示例 具有重建区域

图 1 显示了配置了 RAID 6 的分布式 RAID 阵列的示例; 阵列中的所有驱动器都处于活动状态。 重建区域分布于所有驱动器中，驱动器计数包括所有的驱动器。
  • 1 活动驱动器
  • 2 重建区域，分布在所有驱动器中。
  • 3 驱动器计数，包括所有驱动器。
  • 4 数据条带（显示了两个条带）
  • 5 条带宽度
  • 6 Pack ，等于驱动器计数乘以条带宽度。
  • 7 阵列中的其他组（未显示）
图 1。 分布式 RAID 阵列 (RAID 6 级别)
此图显示具有 RAID 6 级别配置的分布式 RAID 阵列的示例。
图 2 显示了包含发生故障的驱动器的分布式 RAID 阵列。 为恢复数据，将从多个驱动器读取数据。 然后会将恢复的数据写入到重建区域，这些区域分布于阵列中的所有驱动器上。 剩余重建区域分布于所有驱动器中。
  • 1 发生故障的驱动器
  • 2 重建区域，分布在所有驱动器中。
  • 3 剩余重建区域在每个剩余驱动器之间旋转。
  • 4 阵列中的其他组（未显示）
图 2。 具有故障驱动器的分布式 RAID 阵列 (RAID 6 级别)
此图显示具有 RAID 6 级别配置且驱动器发生故障的分布式 RAID 阵列的示例。

阵列宽度

阵列宽度(也称为 驱动器计数) 指示分布式 RAID 阵列中的驱动器总数。 此总数包括用于数据容量和奇偶性校验的驱动器数，以及用于 恢复 数据冗余的 重建区域 。

重建区域

重建区域 是分布式 RAID 阵列中保留的 驱动器 容量，用于在驱动器发生故障后 重构 数据; 它不提供可用容量。 与非分布式 RAID 阵列不同，重建区域分布在阵列中的所有驱动器上。 在 回写 过程中重建数据时，重建区域会提高分布式 RAID 阵列的性能，因为 所有成员驱动器 都会执行 I/O 请求。

就地重建

在没有可用重建区域时执行的分布式 RAID 阵列进程，这会导致阵列降级。 就地重建过程通过使用原始数据分发将数据直接回拷或重构到已更换的成员驱动器中来复原数据冗余。
注: 并非所有分布式 RAID 阵列存储系统都可能支持 就地重建 过程。 有关更多信息，请参阅 支持的 RAID 级别。

条带和条带宽度

条带（也可称为冗余单元）是可处理的最小数据量。 分布式 RAID 阵列条带大小为 256 KiB。

条带宽度 指示在驱动器发生故障后 重建 数据时一次可以写入的数据 条带 数。 该值也称为冗余单元宽度。 在 图 1中，数组的条带宽度为 5。

驱动器类

要增强分布式 RAID 阵列的性能，所有驱动器都必须来自同一或高级 驱动器类。 每个驱动器种类都用其 drive_class_id 来标识。 系统使用以下信息来确定每个驱动器的驱动器种类：
块大小
指示驱动器类的块大小。 有效块大小为 512 或 4096 字节。
容量
指示驱动器类的容量。
I/O 组
指示与驱动器类关联的 I/O 组名
RPM 速度
指示驱动器类的速度。 有效 RPM 速度可以为 7.2 K、10 K 或 15 K。对于 SSD，该值为空。
技术
指示驱动器种类的技术。 支持以下技术类型：
0 层闪存
0 层闪存驱动器是高性能闪存驱动器，可处理读写操作并提供比企业或近线驱动器更快的数据访问。 对于大部分 0 层闪存驱动器，系统将监视磨损级别并在驱动器要更换时发出警告。 某些 NVMe 连接的驱动器（例如 IBM FlashCore® Module 驱动器）会被视为 0 层闪存驱动器。
1 层闪存
1 层闪存驱动器是低开销闪存驱动器，通常容量较大但性能略低，并具有写耐力特征。 系统将监视磨损级别并在驱动器要更换时发出警告。
企业磁盘
企业磁盘是为性能优化的磁盘驱动器。
近线磁盘
近线磁盘是为容量优化的磁盘驱动器。

要更换分布式 RAID 阵列中发生故障的成员驱动器，系统可以使用与发生故障的驱动器具有相同驱动器类的另一个驱动器。 系统还可以从高级驱动器种类中选择驱动器。 例如，两个驱动器种类可以包含技术类型相同但数据容量不同的驱动器。 在这种情况下，高级驱动器种类是包含更高容量驱动器的驱动器种类。

要显示有关系统上可用的所有驱动器类的信息，请使用 lsdriveclass 命令。 lsdriveclass 命令的示例输出 显示系统上的四个驱动器类。 驱动器种类 209 包含容量为 278.9 GB 的驱动器；驱动器种类 337 包含容量为 558.4 GB 的驱动器。 虽然驱动器有同样的 RPM 速度、技术类型和块大小，但是驱动器种类 337 被认为要优于驱动器种类 209。

lsdriveclass 命令的示例输出

id  RPM   capacity IO_group_id IO_group_name tech_type block_size candidate_count superior_count total_count
1   10000 418.7GB  0           io_grp0       sas_hdd   512        0               0              2
129 10000 278.9GB  0           io_grp0       sas_hdd   512        0               0              5
209 15000 278.9GB  2           io_grp2       sas_hdd   4096       2               5              2
337 15000 558.4GB  3           io_grp3       sas_hdd   4096       3               3              3

写入缓慢优先级设置

在冗余阵列执行读写 I/O 操作时，阵列的性能受到最慢成员驱动器性能的约束。 在驱动器执行内部 ERP 流程时，如果 SAS 网络不稳定或者向阵列施 加的工作量过大，成员驱动器的性能可能远低于正常情况。 在这种情况下，提供冗余的阵列可以接受短暂中断冗余，以避免对慢速组件执行读写操 作。 映射到性能低下驱动器的写操作会落实到其他拷贝或对等卷，从而以良好状态完成（假定无其他故障）。 当成员驱动器恢复运行之后，写入条带的后台进程将会恢复冗余（该进程在成员变慢时被标记为异步）。

此技术由分布式 RAID 阵列的 slow_write_priority 属性设置进行管理，在创建阵列时，此属性缺省为 latency 。 在设置为 latency 时，允许阵列变为异步状态以力图消除低下的成员性能。 您可以使用 charray 命令将 slow_write_priority 属性更改为 redundancy。 在设置为 redundancy 时，不允许阵列出现不同步情况。 但是，阵列可以通过将读取返还给冗余路径中的慢速组件来避免读取性能下降。

在阵列使用 latency 方式，或者尝试避免读取处于 redundancy 方式的某个组件时，系统将定期评估驱动器，以评估其何时可以重新成为系统的可靠部分。 如果驱动器从不提供良好性能或者在阵列中导致太多性能故障，系统将认为硬件发生故障，以避免持续受到性能低下驱动器的影响。 仅当系统找不出对驱动器性能较差的其他解释时，才会认为硬件故障。

分布式 RAID 阵列成员驱动器更换

如果驱动器上的故障指示灯点亮，那么该驱动器将标记为发生故障，并且不再用于分布式 RAID 阵列中。 当系统检测到故障驱动器已被更换时，它会自动从阵列配置中移除发生故障的硬件。 如果新驱动器适用 (例如，在同一驱动器类中) ，那么系统将开始回写操作，以使分布式 RAID 阵列中的重建区域再次可用。