分散式陣列內容

分散式陣列的內容可確定陣列的配置屬性。

分散式陣列配置會建立大型內部 MDisk。這些陣列(可包含 4 - 128 個磁碟機)還包含在磁碟機發生故障之後用來維護備援的重建區域。如果系統上沒有足夠的磁碟機可供使用(例如,在少於四個快閃記憶體隨身碟的配置中),您無法配置分散式陣列。分散式 RAID 陣列可解決非分散式陣列配置中的重建瓶頸,因為重建區域會分散於陣列內的所有磁碟機中。重建寫入工作量會分散在所有的磁碟機中,而不是只在單一備用磁碟機中,因此可以在陣列中更快速地重建。分散式陣列不需要在發生故障之前一直是處於閒置的個別磁碟機。備用容量分散在所有成員磁碟機的特定重建區域,而不是配置一或多個磁碟機作為備用。資料可以更快地複製到重建區域,而且也更快速地還原備援性。此外,因為對每個磁區延伸範圍使用所有的可用磁碟機,在重建過程中,儲存區的效能也更加一致。更換故障的磁碟機之後,會從分散式備用容量將資料複製回磁碟機。不同於緊急備用磁碟機,讀/寫要求是在磁碟機中不是作為重建區域的其他部分上處理。重建區域的數量是根據陣列的寬度而定。重建區域的大小決定分散式陣列可回復故障磁碟機而不會發生效能欠佳風險的次數。例如,使用 RAID 6 磁碟機的分散式陣列可以處理兩個同時發生的故障。在重建故障的磁碟機之後,陣列可以容許另外兩個磁碟機故障。如果所有的重建區域都已用來回復資料,下次磁碟機故障時陣列就會效能欠佳。完成陣列配置之前,請驗證您的機型是否支援分散式陣列。對於支援分散式陣列的系統,您可以使用管理 GUI 或 expandarray 指令來增加陣列中的磁碟機數目,方法是將新的磁碟機併入陣列中。

支援的 RAID 層次

系統支援下列分散式陣列的 RAID 層次:

分散式 RAID 5
分散式 RAID 5 陣列會將資料分段在成員磁碟機上,每個分段上有一段同位元區域。這些分散式陣列可以支援 4 - 128 個磁碟機。RAID 5 分散式陣列只能容忍一個故障成員磁碟機。
分散式 RAID 6
分散式 RAID 6 陣列會將資料分段在成員磁碟機上,每個分段上有兩段同位元區域。這些分散式陣列可以支援 6 - 128 個磁碟機。RAID 6 分散式陣列可以容忍任何兩個並行成員磁碟機失效。

分散式陣列範例

圖 1 顯示以 RAID 層次 6 配置的分散式陣列範例;陣列中的所有磁碟機都在作用中。重建區域分散於所有磁碟機,磁碟機計數包括所有磁碟機。
  •  1  作用中磁碟機
  •  2  重建區域,分散於所有磁碟機
  •  3  磁碟機計數,包括所有磁碟機
  •  4  資料分段(顯示兩個分段)
  •  5  分段寬度
  •  6  套件,等於磁碟機計數乘以分段寬度
  •  7  陣列中的其他套件(未顯示)
圖 1. 分散式陣列(RAID 6 層次)
此圖顯示採用 RAID 6 層次配置的分散式陣列範例。
圖 2 顯示含有故障磁碟機的分散式陣列。為了回復資料,將會從多個磁碟機讀取資料。然後,回復的資料會寫入重建區域,這些重建區域分散於陣列中的所有磁碟機。 剩餘的重建區域分散於所有磁碟機。
  •  1  故障磁碟機
  •  2  重建區域,分散於所有磁碟機
  •  3  剩餘的重建區域在每一個剩餘磁碟機上輪流
  •  4  陣列中的其他套件(未顯示)
圖 2. 含有故障磁碟機的分散式陣列(RAID 6 層次)
此圖顯示採用 RAID 6 層次配置且含有故障磁碟機的分散式陣列範例。

陣列寬度

陣列寬度(又稱為磁碟機計數)表示分散式陣列中的磁碟機總數。 此總計包括用於資料容量和同位檢查的磁碟機數目,以及用於回復資料的重建區域

重建區域

重建區域是為了在磁碟機故障之後重新產生資料,而在分散式陣列內保留的磁碟容量;不會提供可用的容量。 不同於非分散式陣列,重建區域分散於陣列中的所有磁碟機。在回拷程序期間重建資料時,重建區域有助於提高分散式陣列的效能,因為所有磁區都執行 I/O 要求。

分段和分段寬度

分段(又稱為備援單位)是可定址的最少資料量。 在分散式陣列中,分段大小可以是 128 或 256 KiB。

分段寬度表示在磁碟機故障之後重新產生資料時,一次可寫入的資料分段數目。 此值又稱為備援單位寬度。在圖 1 中,陣列的分段寬度是 5。

磁碟機類別

為了增強分散式陣列的效能,所有磁碟機都必須來自於相同或更高級的磁碟機類別。每個磁碟機類別是以其 drive_class_id 來識別。系統使用下列資訊來決定每一個磁碟機的磁碟機類別:
區塊大小
指出磁碟機類別的區塊大小。有效區塊大小為 512 或 4096。
容量
指出磁碟機類別的容量。
I/O 群組
指出與磁碟機類別相關聯的 I/O 群組名稱
RPM 速度
指出磁碟機類別的速度。有效的 RPM 速度可以是 7.2 K、10 K 或 15 K。對於 SSD,此值為空白。
技術
指出磁碟機類別的技術。支援下列技術類型:
儲存類別記憶體
「儲存類別記憶體」磁碟機使用持續記憶體技術,以改進現行快閃記憶體儲存裝置技術的持久性並減少延遲。所有 SCM 磁碟機都採用 NVMe 架構。
層級 0 快閃記憶體
層級 0 快閃記憶體磁碟機是高效能的快閃記憶體磁碟機,可處理讀取和寫入作業,存取資料的速度比企業或近線磁碟機更快。對於大部分的層級 0 快閃記憶體磁碟機,系統會監視其耗損程度,在差不多該更換磁碟機時會發出警告。部分 NVMe 連接的磁碟機(例如 IBM FlashCore® 模組磁碟機)視為層級 0 快閃記憶體磁碟機。
層級 1 快閃記憶體
層級 1 快閃記憶體磁碟機是低成本的快閃記憶體磁碟機,容量通常較大,但效能和寫入持久性略低。系統會監視磁碟機的耗損程度,在差不多該更換磁碟機時會發出警告。
企業磁碟
企業磁碟是效能最佳化的磁碟機。
近線磁碟
近線磁碟是容量最佳化的磁碟機。

如果要更換分散式陣列中的故障成員磁碟機,系統可以使用磁碟機類別與故障磁碟機相同的另一個磁碟機。 系統也可以從更高級的磁碟機類別中選取磁碟機。例如,兩個磁碟機類別中的磁碟機可能採用相同技術,但資料容量不同。 在此情況下,包含較大容量磁碟機的磁碟機類別,即為更高級的磁碟機類別。

如果要顯示系統上可用的所有磁碟機類別的相關資訊,請使用 lsdriveclass 指令。lsdriveclass 指令的範例輸出 顯示系統上的四個磁碟機類別。 磁碟機類別 209 包含容量為 278.9 GB 的磁碟機;磁碟機類別 337 包含容量為 558.4 GB 的磁碟機。雖然磁碟機的 RPM 速度、技術類型和區塊大小都相同,但磁碟機類別 337 仍視為優於磁碟機類別 209。

lsdriveclass 指令的範例輸出

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

慢速寫入優先順序設定

當備援陣列執行讀寫 I/O 作業時,陣列的效能會受限於最慢成員磁碟機的效能。 如果 SAS 網路不穩定,或當磁碟機執行內部 ERP 程序時有太多工作湧進陣列中,成員磁碟機的效能會比平常更差。 在此情況下,提供備援的陣列可接受備援短暫中斷,以避免寫入或讀取慢速的元件。 對映至效能不佳磁碟機的寫入會交託給其他副本或同等項,然後以良好狀態完成(假設無其他失敗狀況)。當成員磁碟機回復時,背景處理程序會寫入當成員變慢時標示為不同步的分段,從而還原備援。

這項技術由分散式陣列的 slow_write_priority 屬性設定所控管,此屬性在陣列建立時預設為 latency。 設為 latency 時,容許陣列變成不同步,以嘗試改善欠佳的成員效能。 您可以使用 charray 指令,將 slow_write_priority 屬性變更為 redundancy。 設為 redundancy 時,不容許陣列變成不同步。不過,陣列可以從備援路徑將讀取傳回給慢速的元件,以避免讀取效能降低。

當陣列使用 latency 模式時,或試圖避免讀取處於 redundancy 模式的元件時,系統會定期評估磁碟機,以評量磁碟機何時又成為系統的可靠部分。 如果磁碟機從未展現良好效能,或導致陣列中發生太多次效能失效狀況,系統會使硬碟失效,以免持續受到效能不佳磁碟機所拖累。 只有當系統無法偵測到磁碟機對效能不佳有何其他解釋時,才會使硬體失效。

更換分散式磁碟機

如果磁碟機的故障 LED 亮起,磁碟機會標示為故障,不再用於分散式陣列中。 當系統偵測到故障磁碟機已更換時,就會自動從陣列配置中移除故障的硬體。 如果新的磁碟機很適合(例如,在相同的磁碟機類別中),系統會開始執行回拷作業,在分散式陣列中提供重建區域。