02-第2章 RAID相关功能
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本小节主要介绍存储控制卡涉及的相关功能,各存储控制卡支持的功能略有差异,存储控制卡具体支持的功能,请参见《H3C服务器 存储控制卡功能和技术参数介绍》。
配置冗余RAID后,通常会配置热备盘来提高数据的安全性。热备盘是磁盘系统中的一个或多个独立磁盘,当具有冗余功能的RAID中的某个磁盘故障后,热备盘自动接替故障磁盘,并在该磁盘上重建故障磁盘中的数据,提高系统的容错性能。
在RAID卡的管理界面或命令行工具中,可以指定容量大于或等于RAID成员盘,且介质类型与成员盘相同的空闲盘作为RAID的热备盘。
热备盘一般有以下几种:
· Global Spare:即全局热备盘,为存储控制卡上存在的全部具有冗余功能的RAID提供热备,可将一块或多块磁盘配置为全局热备盘。全局热备盘可自动替换任意RAID中出现的故障盘,当使用新盘替换故障盘后,根据存储控制卡是否支持回拷功能,新盘及原热备盘的处理方式有如下几种:
¡ 存储控制卡支持回拷功能:原热备盘中数据将回拷至新盘,新盘替代原热备盘成为RAID成员盘,原热备盘恢复为Global Spare状态。
¡ 存储控制卡不支持回拷功能:原热备盘仍作为RAID成员盘,新盘为空闲盘,如需将新盘作为新热备盘使用,需要重新在RAID卡的管理界面或命令行工具中进行配置。
· Dedicated Spare:即专用热备盘,为存储控制卡上某个指定具有冗余功能的RAID提供热备,每个RAID都可配置一个或多个专用热备盘。专用热备盘可自动替换指定RAID内出现的故障盘,当使用新盘替换故障盘后,根据存储控制卡是否支持回拷功能,新盘及原热备盘的处理方式有如下几种:
¡ 存储控制卡支持回拷功能:原热备盘中数据将回拷至新盘,新盘替代原热备盘成为RAID成员盘,原热备盘恢复为Dedicated Spare状态。
¡ 存储控制卡不支持回拷功能:原热备盘仍作为RAID成员盘,新盘为空闲盘,如需将新盘作为新热备盘使用,需要重新在RAID卡的管理界面或命令行工具中进行配置。
· Auto Replace:(P460/H460支持)即自动替换型热备,类似专用热备盘,区别在使用回拷功能时,如果使用新盘更换故障盘,新盘将变更为新热备盘,原热备盘不会再回拷。
· Pooled Spare:即自定义热备盘,对存储控制卡上某一RAID集合所共有,可以为一个RAID集合指定一个或多个热备盘。当该集合内的任意RAID中有磁盘出现故障,所指定的热备盘可以自动替代故障盘,当使用新盘替换故障盘后,根据存储控制卡是否支持回拷功能,新盘及原热备盘的处理方式有如下几种:
¡ 存储控制卡支持回拷功能:原热备盘中数据将回拷至新盘,新盘替代原热备盘成为RAID成员盘,原热备盘恢复为Pooled Spare状态。
¡ 存储控制卡不支持回拷功能:原热备盘仍作为RAID成员盘,新盘为空闲盘,如需将新盘作为新热备盘使用,需要重新在RAID卡的管理界面或命令行工具中进行配置。
存储重要数据、对数据安全性要求较高。对抗灾能力需求较高、降低故障盘对业务的影响。
例如无人值守的机房。
具有冗余功能的RAID中成员磁盘故障时,无论是更换新磁盘还是使用热备盘替代故障磁盘,都需要进行RAID重建。
具有冗余功能的RAID在更换坏盘后,自动进行冗余RAID的重建。
热备盘替代RAID中的故障磁盘后,故障磁盘中的数据被重建到热备盘中。当存储控制卡检测到故障磁盘被新磁盘替换后,数据从热备盘回拷到新磁盘,拷贝完成后,热备盘重新回到热备状态。
单独的热备盘功能,会让原本的热备盘自动顶替故障盘成为RAID的成员盘,而当管理员替换掉原故障盘后,需要管理员手动将新的磁盘设置成热备盘,从而热备盘的物理位置会发生改变。回拷功能使能后,支持回拷功能的热备盘上的数据会自动回拷到新的磁盘上,之后自动还原成热备盘,从而保证了热备盘的位置可以固定不变。
对于管理员来说,固定槽位的热备盘更便于查找和管理,通过使能回拷功能即可达到这种效果,无论多少次的换盘,热备盘的位置永远是固定的。当然利弊都是相伴相生的,使能回拷后,更换新盘自动进行数据回拷时,性能势必会受到一定的影响,因此推荐在系统I/O较少的时候进行。
在不影响数据完整性的前提下,可对RAID级别进行修改。
现有RAID级别不满足需求时。
存储控制卡支持通过如下2种方式来扩大RAID容量。
· 增加可用空间扩容RAID:RAID的成员磁盘容量未被全部分配时,调整RAID可用空间来扩容RAID。
· 增加RAID中磁盘数量:在已存在的RAID中添加新磁盘来扩容RAID,通过此方法进行扩容时,通常伴随RAID位置迁移。
如果选择增加磁盘扩容RAID,可根据实际需要,保持或改变原有的RAID级别。
现有RAID容量不满足需求时。
通过本功能可以将逻辑磁盘或阵列迁移到剩余容量充足的其他磁盘。阵列的迁移可以实现将阵列下的全部逻辑磁盘一并迁移,逻辑盘及阵列均可以迁移到不同类型的磁盘,例如,从SATA HDD磁盘迁移到SAS SSD磁盘。
硬盘批量替换、数据批量恢复、主机更换。
支持缓存功能的存储控制卡,开启缓存功能后,由于缓存的读写速度远高于磁盘,因此可以极大地提高读写性能,读写策略体现如下:
· 读取数据时,存储控制卡会监控数据的读取,把下一次可能用到的数据先写入到缓存中,后续读取的数据可以优先从缓存中调用,大幅提升了系统读取性能。
· 写入数据时,存储控制卡将收到的数据保存到缓存中,并通知系统完成写入,系统不必等待数据实际写入磁盘,就能立即进行下一次操作。待到缓存中数据积累到一定程度后,存储控制卡再将数据批量写入磁盘。
对读写的速率要求较高的业务场景。
RAID的成员盘热插拔后,磁盘内存有残留的RAID信息,此时需要清除这些信息,该磁盘才能重新配置RAID。
已使用过的磁盘再次组建RAID前,需先清除原磁盘的RAID信息。
掉电保护模块,一般由存储缓存数据的Flash存储部分和超级电容组成,两者同时在位,才能实现掉电保护功能。在该功能没有生效时,开启RAID写缓存,若主机突然掉电,缓存中的数据将丢失。如果掉电保护功能生效时,即使主机突然掉电,缓存中的数据也会被拷贝到Flash存储中,等待排除异常后,将主机重新上电,Flash中的数据将被写入硬盘,从而保证了意外掉电后的数据完整性。
对于比较重要的数据,需要对存储控制卡开启掉电保护,以实现保护存储控制卡管理的数据的目的。
部分PMC存储控制卡在配置RAID和配置热备盘前,需要对RAW状态的磁盘执行initialize(初始化)操作,从磁盘中划分出一小部分区域存储RAID信息。
执行磁盘去初始化操作后会清除磁盘上的RAID信息,可让磁盘回到RAW状态。
部分PMC存储控制卡创建RAID时需初始化硬盘。同时,恢复硬盘RAW状态时,需执行去初始化
。
具有RAID功能的PMC存储控制卡支持如下三种磁盘状态:
· RAW:直通盘状态,磁盘在此状态下不支持创建RAID,OS可以直接识别。
· Ready:初始化状态,磁盘在此状态下可以组建RAID。
· Optimal:已组建RAID,磁盘作为逻辑磁盘的一块成员盘。
具有RAID功能的LSI存储控制卡支持切换如下四种磁盘状态:
· Unconfigured Good:表示该物理磁盘正常,可用于配置RAID或热备盘。
· Unconfigured Bad:表示该物理磁盘已损坏或存在RAID残留信息,物理盘损坏时请更换;RAID信息残留时,请手动进行清除。
· Hotspare:表示该物理磁盘为热备盘。
· JBOD:Just a Bunch Of Disks,直通盘,不具备RAID功能。
切换磁盘状态以满足使用需求。
存储控制卡支持点灯定位功能。通过点亮磁盘对应槽位的蓝色指示灯,便于找到目标磁盘。
用户需要手动定位硬盘位置。
部分PMC存储控制卡在配置完RAID后,需要初始化RAID,使其可以被操作系统使用,且使具有冗余功能的RAID中各成员盘的数据关系满足相应的RAID级别要求。
存储控制卡支持通过如下方法初始化RAID:
· Fast Initialize Drive:先将RAID的首尾10MByte空间进行初始化写0后,即将RAID状态标记为“Optimal”。
· Slow Initialize Drive:将RAID的所有空间进行初始化,初始化完成后才能进行写数据。
使具有冗余功能的RAID中各成员盘的数据关系满足相应的RAID级别要求。
在磁盘热插拔后,存储控制卡可能没有立即检测到磁盘状态的变化,用户可以使用扫描磁盘功能来及时获取磁盘状态变化
硬盘信息发生变化,手动刷新磁盘信息。
为保障用户数据的安全,存储控制卡支持磁盘数据擦除功能,可以彻底删除磁盘上的数据并使其不可恢复。此操作通常需要消耗几小时以上且无法中断,若在此过程中出现如服务器下电或重启等原因造成的异常中断,可能会导致磁盘损坏甚至无法使用。
· 如果操作系统安装在逻辑磁盘上,擦除逻辑磁盘数据可能导致系统故障,请谨慎使用。
· 为避免磁盘故障,请勿在擦除物理磁盘数据期间进行其它操作。
· 对于部分型号的存储控制卡,仅当存储控制卡的工作模式为RAID模式时,支持磁盘数据擦除功能。
为保障用户数据的安全,存储控制卡支持磁盘数据擦除功能,可以彻底删除磁盘上的数据并使其不可恢复。
当存储控制卡控制器发现磁盘即将故障时,HDM会提示告警,硬盘背板上的Fault/UID指示灯橙色闪烁。
当存储控制卡控制器发现磁盘故障时,存储控制卡会将磁盘背板上的Fault/UID指示灯点亮,呈橙色常亮状态。
定位故障和预故障状态硬盘。
存储控制卡支持在系统命令行下在线升级固件,便于用户对存储控制卡进行管理和维护。
需要升级存储控制卡的固件。
支持磁盘热插拔,您可在不关闭系统,不切断电源的情况下取出和更换损坏的磁盘,从而提高服务器对灾难的及时恢复能力、扩展性和灵活性。
为了避免频繁热插拔对磁盘造成损坏,请将热插拔时间间隔控制在30秒以上。
需要在不下电场景下更换硬盘。
通过Intel VROC技术或指定存储控制卡,对NVMe组建RAID,满足用户对性能、成本、可靠性的需求选择。
需要对NVMe硬盘组建RAID。
IO Bypass功能能为硬盘提供优化的数据路径。在开启该功能后,驱动程序可以通过优化路径绕过硬件RAID堆栈,直接从硬盘读取和写入信息。能改善从驱动器访问信息的等待时间。
使用该功能要求服务器具备支持IO Bypass功能的存储控制卡,同时操作系统驱动程序需要支持IO Bypass功能。
对SSD逻辑盘读写时延要求低,且IOPS需大于300K的业务场景。
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