Функции репликации пула устройств хранения данных ZFS

В зеркальной конфигурации и конфигурации RAID-Z технология ZFS обеспечивает избыточность данных, а также средства их самовосстановления.

• Зеркальная конфигурация пула устройств хранения данных

• Конфигурация пула устройств RAID-Z

• Самовосстановление данных в конфигурации с избыточностью

• Динамическое чередование полос в пуле устройств хранения данных

• Гибридный пул устройств хранения данных ZFS

Зеркальная конфигурация пула устройств хранения данных

Для зеркальной конфигурации пула устройств хранения данных необходимы по крайней мере два диска, предпочтительно на отдельных контроллерах. В зеркальной конфигурации может использоваться множество дисков. Кроме того, в каждом пуле можно создать несколько зеркал. Простая зеркальная конфигурация выглядит следующим образом:

mirror c1t0d0 c2t0d0

Более сложная зеркальная конфигурация выглядит следующим образом:

mirror c1t0d0 c2t0d0 c3t0d0 mirror c4t0d0 c5t0d0 c6t0d0

Для получения информации о создании зеркального пула устройств хранения данных см. Создание зеркального пула устройств хранения данных.

Конфигурация пула устройств RAID-Z

Помимо зеркальной конфигурации пула устройств хранения данных, ZFS поддерживает отказоустойчивую конфигурацию RAID-Z с однократным или двойным контролем четности. Конфигурация RAID-Z с однократным контролем четности аналогична RAID-5. Конфигурация RAID-Z с двойным контролем четности аналогична RAID-6.

Все традиционные алгоритмы, подобные RAID-5 (например, RAID-4, RAID-6, RDP и EVEN-ODD), имеют проблему, известную как "дыра записи RAID-5". Если записана только часть чередования полос RAID-5, при потере питания до записи всех блоков на диск информация о четности не будет соответствовать состоянию данных, следовательно, контроль по четности будет бессмысленным (до тех пор, пока не будет произведена перезапись всего чередования полос). В RAID-Z ZFS использует чередование полос RAID переменной ширины и обеспечивает запись на всю полосу. Это возможно исключительно благодаря интеграции в ZFS модели управления файловыми системами и устройствами, при которой метаданные файловой системы содержат достаточно информации о базовой модели избыточности данных для обработки чередования полос RAID переменной ширины. RAID-Z – первое в мире чисто программное решение для эффективного заполнения полос при записи RAID-5.

Конфигурация RAID-Z с N дисками объемом X и с P дисками для контроля четности может содержать около (N-P)*X байт и выдерживать сбой P устройств до нарушения целостности данных. Для конфигурации RAID-Z с однократным контролем четности необходимы по крайней мере два диска, а для конфигурации с двойным контролем четности – по крайней мере три диска. Например, при наличии в конфигурации RAID-Z с однократным контролем четности трех дисков данные для контроля четности занимают пространство, равное одному из этих трех дисков. В других случаях какое-либо специальное оборудование для создания конфигурации RAID-Z не требуется.

Простая конфигурация RAID-Z с тремя дисками выглядит следующим образом:

raidz c1t0d0 c2t0d0 c3t0d0

Более сложная концептуальная конфигурация RAID-Z выглядит следующим образом:

raidz c1t0d0 c2t0d0 c3t0d0 c4t0d0 c5t0d0 c6t0d0 c7t0d0 raidz c8t0d0 c9t0d0 c10t0d0 c11t0d0
c12t0d0 c13t0d0 c14t0d0

При создании конфигурации RAID-Z с несколькими дисками, как в данном примере, конфигурацию RAID-Z с 14 дисками предпочтительно разбить на две группы по 7 дисков. Для повышения производительности рекомендуется создавать конфигурации RAID-Z с количеством дисков от 1 до 9.

Создание пулов устройств хранения данных RAID-Z .

Для получения дополнительной информации о выборе зеркальной конфигурации или конфигурации RAID-Z исходя из соображений производительности и пространства см. следующий блог:

http://blogs.sun.com/roller/page/roch?entry=when_to_and_not_to

Дополнительные рекомендации по пулам устройств хранения данных RAID-Z см. на веб-сайте с примерами наиболее успешной практики ZFS:

http://www.solarisinternals.com/wiki/index.php/ZFS_Best_Practices_Guide

Гибридный пул устройств хранения данных ZFS

Гибридный пул устройств хранения данных ZFS, доступный в продуктах линейки Sun Storage 7000, представляет собой особый пул устройств хранения данных, объединяющий DRAM, SSD и HDD в целях повышения производительности и увеличения емкости при одновременном снижении энергопотребления. Также можно выбрать настройку избыточности ZFS для пула устройств хранения данных, которая позволяет простым образом управлять остальными параметрами настройки с помощью интерфейса управления данного продукта.

Для получения дополнительных сведениях о данном продукте см. документ Sun Storage Unified Storage System Administration Guide.

Самовосстановление данных в конфигурации с избыточностью

ZFS обеспечивает самовосстановление данных в зеркальной конфигурации или конфигурации RAID-Z.

При обнаружении поврежденного блока данных ZFS не только переносит правильные данные из другой резервной копии, но и восстанавливает данные путем замены.

Динамическое чередование полос в пуле устройств хранения данных

Для каждого виртуального устройства, добавляемого в пул, ZFS динамически создает чередование полос во всех доступных устройствах. Решение о расположении данных принимается при записи, поэтому во время распределения пространства чередование полос фиксированной ширины не создается.

При добавлении виртуальных устройств в пул ZFS постепенно переносит данные в новое устройство для поддержания производительности и политики распределения пространства. Каждое виртуальное устройство также может представлять собой зеркало или устройство RAID-Z, содержащее другие дисковые устройства или файлы. Эта конфигурация обеспечивает гибкость в управлении характеристиками отказоустойчивости пула. Например, из 4 дисков можно создать следующие конфигурации:

• четыре диска с использованием динамического чередования полос;

• одна четырехсторонняя конфигурация RAID-Z;

• два двусторонних зеркала с динамическим чередованием полос.

Несмотря на то, что ZFS поддерживает комбинирование различных типов виртуальных устройств в одном и том же пуле, это не рекомендуется. Например, можно создать пул с двусторонним зеркалом и трехсторонней конфигурацией RAID-Z. Однако фактически отказоустойчивость будет не выше, чем у самого ненадежного виртуального устройства, в данном случае RAID-Z. Рекомендуется использовать виртуальные устройства верхнего уровня одного типа с одинаковой степенью избыточности в каждом устройстве.