Phenquestions
RAID-Z je jedním z nejlepších nástrojů, které zajistí, že vaše data budou i v nejlevnější kolekci disků co nejchybnější. Je to součást OpenZFS. Pokud jste o něm dosud neslyšeli, můžete v tomto krátkém článku porozumět základům OpenZFS. Jedná se o open source podnikový souborový systém dostupný v systémech Linux, FreeBSD, Mac OS X, SmartOS, Illumos a dalších hlavních OS.
Ale nejprve… co je to RAID?
RAID znamená redundantní pole nezávislých (levných) disků. To se týká praxe v oboru, která ukládá data nejen na jeden disk, ale na více disků, takže i v případě selhání disku lze data rekonstruovat z jiných disků. Způsob šíření dat mezi disky se u různých typů redundance liší, podle toho se jmenují RAID 0, RAID 1 atd. Nebudeme s nimi tady jednat. Zaměřili bychom se na RAIDZ, který je specifický pro OpenZFS.
RAID (a také RAID-Z) není stejný jako zápis kopií dat na záložní disk. Pokud máte v poli RAID nastaveny dva nebo více disků, data se na ně zapisují současně a všechny disky jsou aktivní a online. To je důvod, proč se RAID liší od záloh, a co je důležitější, proč RAID nenahrazuje zálohy. Pokud se celý váš server vypálí, pak by všechny online disky mohly jít se serverem, ale zálohy vám ušetří den. Podobně, pokud dojde k selhání jednoho disku a něco nebylo zálohováno, protože to nemůžete dělat každý den, pak vám RAID může pomoci tyto informace načíst.
Zálohy se pravidelně pořizují kopie příslušných dat a RAID je redundance v reálném čase. Existuje několik způsobů, jak jsou data uložena v tradičních systémech RAID, ale zde se jimi nebudeme zabývat. Zde bychom se ponořili hluboko do RAIDZ, což je jedna z nejlepších vlastností OpenZFS.
Ještě jedna věc, než začneme, tradiční RAID někdy doporučuje použít k provedení RAID vyhrazená hardwarová zařízení. Operační systém a souborový systém tak nebudou vědět o zavedených mechanismech RAID. Samotná karta RAID (vyhrazený hardware) však často narazí na selhání, takže celé vaše diskové pole bude v podstatě k ničemu.
Aby se tomu zabránilo, musíte se vždy pokusit použít OpenZFS bez jakéhokoli hardwarového řadiče RAID.
RAID-Z1, RAID-Z2, RAID-Z3
ZFS kombinuje úkoly správce svazků a souborových systémů. To znamená, že můžete určit uzly zařízení pro vaše disky při vytváření nového fondu a ZFS je zkombinuje do jednoho logického fondu a poté můžete na tomto svazku vytvořit datové sady pro různá použití, například / home, / usr atd.
Nastavení RAID-Z by vyžadovalo alespoň 3 nebo více disků. Nelze použít méně než tři disky. Poskytovatel úložiště může být něco jiného, příliš síťové úložiště, virtuální blokové zařízení atd., Ale pojďme se držet tří disků stejné velikosti jako jednoduchý příklad.
Tři disky lze kombinovat do virtuálního zařízení (vdev). Toto je stavební kámen zpoolu. Pokud začínáte pouze s 3 disky, máte ve svém zpoolu 1 vdev. Můžete mít 2 vdevy se 6 disky atd.
Předpokládejme, že máte 1 GB soubor, který chcete uložit do tohoto fondu. RAID-Z jej rozdělí na dva stejné bloky 512 MB a poté mezi nimi provede matematickou operaci, která vygeneruje třetí blok 512 MB (tzv paritní blok). Tyto tři bloky se pak zapíší do tří samostatných vdevs. Soubor tedy nakonec vezme 1.5 GB místa celkem.
Výhodou však je, že pokud jeden z disků selže, řekněme, že první blok je ztracen, pak lze použít druhý blok a paritní blok znovu vytvořit první. Podobně, pokud dojde ke ztrátě druhého bloku, lze první a třetí použít k opětovnému vytvoření druhého.
Vaše soubory zabírají o 50% více místa, než je nutné, ale vydržíte selhání jednoho disku na každý vdev. Toto je RAID-Z1.
Ale fond ZFS může růst a nakonec budete potřebovat více místa. Nemůžete přidat další disky přímo do vdev (tato funkce je navržena a právě teď může být velmi ve vývoji). Můžete však přidat vdev. To znamená, že můžete přidat disky v sadách po třech a každou novou sadu považovat za jeden logický vdev.
Nyní můžete tolerovat selhání jednoho disku v tomto novém vdev a selhání jednoho disku ve starším. Pokud ale v rámci jednoho vdev selže více než jeden disk, není to obnovitelné. Celý váš fond je zbytečný, dokonce i zdravější vdevs.
Jedná se o opravdu příliš zjednodušený model. Soubory se nikdy nerozdělí přesně na poloviny, ale s daty se zachází jako s bloky pevné délky. Kromě toho můžete použít více než 3 disky (ale 3 jsou minimální) na vdev a RAID-Z1 zajistí, že každý jedinečný blok dat bude zapsán tak, aby se mohl zotavit po selhání libovolného disku v každém vdev. Naštěstí se o tyto interní podrobnosti nemusíte starat. To je odpovědnost ZFS. Jakmile je fond nastaven, data se do něj automaticky šíří nejoptimálnějším způsobem.
Tolerance selhání je stále omezena na jedno selhání disku na vdev. Abychom to překonali, musíme jít na RAID-Z2. RAID-Z2 funguje podobným způsobem, ale vytváří dva paritní bloky a dva datové bloky z jedné informace. To mu umožňuje odolat až 2 selháním disku na vdev. Také vdev musí mít alespoň 4 disky, pokud se chystá implementovat nastavení RAID-Z2.
Podobně RAID-Z3 vyžaduje alespoň 5 disků na vdev a vydrží selhání 3 z nich. RAID-Z3 není zdaleka tak prostorově efektivní jako RAID-Z2, který není z hlediska prostoru tak efektivní jako RAID-Z1.
Závěr
U RAID-Z vidíme kompromis mezi využitelným prostorem nabízeným jednotlivými disky a spolehlivostí, kterou může kolekce takových disků nabídnout. S větším počtem disků se také zvyšuje pravděpodobnost selhání více disků současně.
Nejlepším způsobem, jak tomu čelit, je použití efektivní strategie RAID-Z, která nabízí spolehlivost a nejlepší úder pro vaše peníze. Dejte nám vědět, pokud vám tento návod připadá užitečný, nebo pokud máte nějaké dotazy týkající se RAID-Z!
