Dell Unity. Общие сведения о динамических пулах (сопоставленный RAID) (исправляется Dell)

Динамические пулы

• Технология динамического пула была внедрена в код операционной среды Dell Unity 4.2.
• Динамические пулы также называются Mapped RAID и Extent Based RAID.
• Начиная с Unity OE 4.2 до 5.1, динамические пулы поддерживаются только на физическом оборудовании класса All-Flash.
• В операционной среде версии 5.2 добавлена поддержка динамических пулов на гибридных системах.
• В моделях Unity класса All-Flash с операционной средой версии 4.2 и более поздних версий все новые пулы, созданные в пользовательском интерфейсе Unisphere, являются динамическими пулами, а новые пулы, созданные с помощью интерфейса командной строки Unisphere или программного интерфейса REST API, являются динамическими пулами по умолчанию. Для гибридных систем с версией 5.2 или более поздней версии это тип пула, используемый по умолчанию при создании пулов в Unisphere.
• Динамические пулы также называются пулами экстентов.
• Динамические пулы заменяют предыдущую технологию пулов (известные как традиционные пулы) в качестве типа пула по умолчанию для систем класса All-Flash под управлением операционной среды версии 4.2 и более поздних версий, а также гибридных систем с флэш-накопителями под управлением операционной среды версии 5.2 и более поздних версий.

Преимущества динамических пулов по сравнению с традиционными пулами

• Используются все диски, так как фиксированные резервные накопители не требуются.
• В пул могут быть добавлены все имеющиеся в системе диски. Это продлевает срок службы дисков в пуле, поскольку нагрузка распределяется в том числе и между дополнительными дисками.
• Восстановление происходит быстрее, чем в традиционных пулах, так как резервные ресурсы в динамическом пуле распределены по нескольким дискам, а не сосредоточены на одном диске «горячего» резерва. В процессе восстановления при сбое диска участвуют дополнительные накопители.
• Обычно пулы можно расширять с учетом требуемой емкости. Например, диски в динамический пул можно добавлять по одному, что делает выделение ресурсов более гибким и способствует сокращению затрат.

Минимальное количество
накопителейПри создании динамического пула для каждого уровня необходимо выбрать минимальное количество дисков, необходимое для создания пула. Это число напрямую зависит от типа RAID, выбранного для каждого уровня, и если минимальное количество накопителей не соблюдается, выдается предупреждение.

В таблице ниже показана взаимосвязь между типом RAID, шириной полосы и минимальным количеством дисков. В этой таблице указаны только поддерживаемые наименьшие значения ширины полос данных и минимальное количество дисков, необходимое для их создания.

До версии OE 5.1 каждые 32 диска одного типа в динамическом пуле резервировали пространство объема, равного объему одного диска.
Минимальное количество дисков включает выделение свободного пространства.



Настройка емкости «горячего» резерва появилась впервые в операционной среде Unity версии 5.1.
Настройка емкости «горячего» резерва позволяет пользователям резервировать один диск (по умолчанию) или два диска резервного пространства для каждых 32 дисков в пуле. Этот параметр выбирается во время создания пула или при расширении пула новым уровнем накопителей.



Системные диски:
Для гибридных систем системные накопители SAS и NL-SAS (диски DPE 0, 1, 2 и 3) не поддерживаются в динамическом пуле. Системные диски можно по-прежнему помещать в традиционные пулы.

Обзор архитектуры динамического пула:
Стимулирование партнерских групп (DPG)

• Группа дисков одного типа, объединенных в скрытый объект динамического пула. 
• Каждый накопитель в динамическом пуле может входить только в одну партнерскую группу для накопителей. 
• Накопитель никогда не изменяет группу партнерства по накопителям.
• Каждая партнерская группа накопителей может содержать только один тип накопителей, хотя в группе можно смешивать диски разных размеров определенного типа. 
• Максимальное количество накопителей в партнерской группе накопителей — 64.

• Когда партнерская группа накопителей заполнена, необходимо запустить новую группу с минимальным количеством дисков для ширины RAID + 1 диск резервного пространства.

• В DPG допускается использование дисков разных размеров одного типа, однако, если DPG содержит диски по 400 Гбайт и только 1 диск емкостью 800 Гбайт, половина дисков на 800 Гбайт не будет использоваться, пока не будет достаточное количество дисков одинакового размера, заполняющих ширину RAID.

• Поскольку каждая партнерская группа накопителей может содержать только один тип накопителей, диски флэш-памяти, SAS и NL-SAS объединяются в собственные партнерские группы накопителей. Кроме того, в один и тот же динамический пул можно добавлять вращающиеся диски с разной скоростью, но по соображениям производительности они помещаются в собственные партнерские группы дисков. Например, диски со скоростью вращения 10 000 об/мин и 15 000 об/мин, находящиеся в одном пуле, будут помещены в разные партнерские группы дисков независимо от размера диска, как показано на рисунке ниже.

Области памяти накопителей

• Дисковый экстент — это часть диска.
• Размер экстента фиксирован для каждого типа диска; Флэш-диски SAS 3 или 4.
• Количество экстентов памяти зависит от типа и размера диска.
• При создании динамического пула каждый диск в пуле разделяется на области дисковой памяти.
• Дисковый экстент может быть следующим:
  • Экстент RAID
  • Экстент резервного пространства

Экстент резервного пространства

• Для динамических пулов не требуются выделенные диски «горячего» резерва. Она использует резервное пространство, зарезервированное в каждом пуле, и может быть использована только для замены неисправного или неисправного диска. 
• Количество резервных пространств, зарезервированных в динамическом пуле, напрямую зависит от размера дисков и количества дисков в пуле.
• На каждые 32 диска одного типа в динамическом пуле выделяется пространство объема, эквивалентного одному или двум дискам, в зависимости от кода операционной среды, как описано выше. 
• Зарезервированный объем резервного пространства всегда гарантирует, что диск с наибольшей полезной емкостью в пуле может быть заменен на оставшиеся в пуле объемы резервного пространства.
• После завершения перестройки необходимо восполнить резервное пространство в группе партнерства накопителей, так как в настоящее время в этой группе недостаточно резервного пространства.
• Если в системе имеется свободный диск и он такого же размера или больше и того же типа диска, что и неисправный диск, динамический пул использует его для замены отсутствующих резервных областей пространства. После замены неисправный диск остается свободным в системе.
• Если в системе нет свободных дисков, то после замены отказавшего диска динамический пул использует новый диск и выполняется повторная балансировка границ свободного пространства.

Области памяти RAID

• После резервирования дисковых экстентов в динамическом пуле создаются экстенты RAID с оставшимися экстентами дисков.
• Экстент RAID — это экстент диска, который заполняет ширину полосы данных для типа RAID. Например, если в качестве типа RAID был выбран RAID 5, а в качестве ширины полосы данных для пула было выбрано 4+1, то экстент RAID будет содержать 5 дисковых экстентов (4+1). 
• Экстент RAID обеспечивает защиту RAID для пользовательских данных, хранящихся в динамическом пуле, и в дальнейшем используется для предоставления пулу полезной емкости для создания ресурсов хранилища. 
• В целях защиты один экстент RAID не может содержать два дисковых экстента от одного диска. Программное обеспечение гарантирует, что ни в одном экстенте RAID не будет двух экстентов одного диска (управляемых пулом экстентов дисковых дисков).
• Экстенты RAID должны содержать экстенты дисков только из одной партнерской группы накопителей. 

Пример

• Создается динамический пул с 6 дисками, при условии, что выбран RAID 5 (4+1). 
• В этом примере некоторые экстенты уже зарезервированы в качестве экстентов резервного пространства, и показаны первые три экстента RAID. 
• Каждый экстент RAID в данном примере содержит 5 дисковых экстентов из-за ширины полосы 4+1. 
• Из дисков, входящих в партнерскую группу накопителей, выбираются 5 дисков — это дисковые экстенты. Не выбраны два экстента на одном диске. 
• Для наглядности выбранные экстенты дисков расположены по порядку на дисках в пуле. 
• В реальной системе алгоритм Dynamic Pool выбирает экстенты дисков из различных дисков, казалось бы, случайным образом в группе партнерства дисков. 
• 
  Ширина полосы
• При создании динамического пула в Unisphere пользователь выбирает требуемый тип RAID, а ширину полосы данных система выбирает автоматически. 
• Ширина полосы, выбранная системой, напрямую зависит от количества дисков, выбранных при создании пула. 
• Например, если при создании пула в Unisphere выбран массив RAID 5 и выбрано 8 накопителей, система автоматически устанавливает ширину полосы данных 4+1. Если количество дисков для RAID 5 равно 14 или более, будет выбран вариант 12+1. 
• Выбор полосы большей ширины обеспечивает большую полезную емкость. Чтобы заставить систему выбирать определенную ширину, выберите только определенное количество дисков при создании пула, а затем расширьте пул, включив в него оставшиеся диски, или используйте интерфейс командной строки Unisphere или программный интерфейс REST API.
• В Unisphere RAID 6 является единственным вариантом по умолчанию для уровня емкости NL-SAS. Если для уровня Capacity требуется RAID 1/0 или 5, CLI Unisphere или API REST могут создать пул или расширить его с помощью дисков NL-SAS.
• После создания пула выбранный тип RAID будет задан для всех текущих и будущих групп партнерства накопителей на уровне пула. После того как тип RAID задан для уровня, он сохраняется в течение всего срока существования пула и не может быть изменен в дальнейшем.

Группа частных RAID

• В пуле системы Unity, традиционной или динамической, существует одна или несколько частных групп RAID и один частный LUN, созданный в каждой из них.
• Группа частных RAID используется для предоставления пространства частному LUN, который предоставляет пространство пользователю в виде срезов по 256 Мбайт для выделения ресурсов хранилища. 
• В пулах Dynamic Pool частная группа RAID создается с использованием комбинации экстентов RAID.

Частные LUN

• Частный LUN Dynamic Pool создается в группе RAID Dynamic Pool:
  • Один частный LUN на группу RAID динамического пула
  • Аналогично традиционным частным LUN в группе частных RAID    
• Частный LUN разделен на сегменты по 256 Мбайт, которые используются для создания ресурсов хранилища пула.
• Как и в случае с группами RAID динамических пулов, размер частных томов LUN может варьироваться в пределах пула. Это зависит от того, как был создан и расширен пул.

Архитектура традиционного и динамического пула



Упреждающее копирование системы в динамических пулах

• Если на накопителе возникают ошибки, превышающие внутренние пороговые значения операционной среды Dell Unity, система может запустить операцию упреждающего копирования.
• Упреждающая операция копирования — это процесс копирования данных с неисправного диска в новое местоположение. После завершения операции копирования программное обеспечение должно вывести накопитель из строя. 
• Если доступен несвязанный диск (резервный), динамический пул использует его. Если это не так, пул использует имеющиеся в пуле области свободного пространства.
• Во время выполнения этой операции система гарантирует, что целевой диск для каждого экстента RAID еще не содержит экстент из того же экстента RAID. 

Сбой или восстановление накопителя

• Если происходит сбой накопителя до завершения упреждающего копирования, для незавершенных скопированных экстентов выполняется операция восстановления. Сбойное восстановление накопителя выполняется путем восстановления ограниченных экстентов RAID в группе партнерства по накопителям. 
• Во время восстановления экстента RAID оставшиеся экстенты дисков в экстенте RAID используются для восстановления отсутствующего экстента диска до области резервного пространства. 
• После завершения экстент резервного пространства становится частью экстента RAID, и производительность экстента RAID больше не ухудшается. Так как различные экстенты RAID, которые необходимо восстановить, и области резервного пространства распределены между многими дисками в партнерской группе накопителей, для выполнения операций восстановления задействовано много дисков.

Расширение пула
При расширении традиционного пула мы привязаны к текущей ширине RAID и должны добавить такое же количество дисков, как и размер этой группы RAID.
В динамическом пуле в зависимости от текущей конфигурации расширение пула может быть минимальным для одного диска.


Износ/снятие с производства

• В Dell Unity OE версии 4.2 и более поздних версий системные оповещения отправляются за 180, 90 и 30 дней до ожидаемого износа флэш-накопителя на 100%. 
• По истечении 60 дней компания Dell получает уведомление посредством функции «звонок домой» о том, что износ накопителя может достигать 100% и требуется его замена. Эти оповещения создаются для каждого отдельного накопителя.
• Если срок службы накопителя подходит к концу из-за износа, система может запустить упреждающую операцию копирования для замены изношенного накопителя. 
• Эта упреждающая копия копирует экстенты дискового пространства не в пределах дискового пространства в пуле, а на свободный диск в системе, если он доступен. 
• После завершения операции упреждающего копирования происходит сбой накопителя, создается оповещение, инициируется функция «звонок домой» и накопитель необходимо заменить.
• Упреждающее копирование в области свободного пространства в партнерской группе накопителей не выполняется, так как это только увеличит износ дисков в группе, которые могут иметь такой же износ, как и заменяемый накопитель. Если допустимый резерв недоступен, операция упреждающего копирования не выполняется.

Гибридные флэш-системы
В Dell Unity OE 5.2 и более поздних версиях изменения были внесены на страницу « System Settings > » «Storage Configuration > Drives » для гибридных систем. Наряду с традиционной и динамической информацией о пуле, которая отображается для систем класса All-Flash, в гибридных системах также отображается столбец «Кэш-память FAST ». В столбце «Кэш FAST » отображается количество дисков, настроенных в кэше FAST.



Другие полезные статьи базы знаний для динамических пулов:

• Dell EMC Unity. Передовые практики динамического пула для начальной настройки дисков (исправляется пользователем)
• Dell EMC Unity. Минимальное количество дисков в мастере создания динамических пулов (исправляется пользователем)
• Dell EMC Unity. Сбой диска в динамическом пуле может повлиять на производительность массива (исправляется Dell EMC)
• Dell EMC Unity. Усовершенствование/рекомендации по динамическому использованию пула в сравнении с традиционными пулами (исправляется пользователем)
• Dell EMC Unity. Как проверить повторную балансировку динамического пула (исправляется Dell EMC)
• Dell EMC Unity. Автоматическое обратное копирование пользовательских экстентов динамического пула (исправляется пользователем)
• Dell EMC Unity. Как выполнить приблизительный расчет полезного пространства в динамическом пуле хранения данных. (Исправляется пользователем)

Dell EMC Unity. Динамический пул отображает состояние ограниченной функциональности после завершения сопоставленного перестроения RAID (исправляется пользователем)

Справочный документ: DELL EMC UNITY: ДИНАМИЧЕСКИЕ ПУЛЫ