RAID1.0テクノロジーの問題

再構築速度が遅いハードディスクが破損していると、データ復旧速度が遅くなります。
パフォーマンスが悪いRAIDテクノロジーの本来の目的はハードディスクのパフォーマンスを向上させることですが、現在のビジネスボリュームをサポートするには十分ではありません。
ホットデータとコールドデータの不均一。RAID1.0グループでは、各ディスクグループでデータアクセスが不均一になり、ハードディスクの使用が不均一になります。

元のRAIDテクノロジーでは、メインフレームで使用するために、いくつかの小容量の安価なディスクが1つの大きな論理ディスクに結合されていました。その後、ハードディスクの容量は増加し続けました。RAIDの本来の目的は、大容量のディスクを構築することではなく、RAIDテクノロジを使用してデータの信頼性とセキュリティを実現し、ストレージのパフォーマンスを向上させることでした。単一容量のハードディスクはすでに大きいためです。、データハードディスクのRAID容量が大きくなると、RAIDはLUNに分割され、サーバーにマップされます。

ハードディスク技術の発展に伴い、1枚のハードディスクの容量が数テラバイトに達しました。従来のRAID技術は、ハードディスクの再構築に時間がかかり、再構築の過程で他のハードディスクがデータに与える影響も大きくなります。損失のリスクを解決するために、ブロック仮想化テクノロジーが登場しました。

RAID 2.0+は、Huaweiのブロック仮想化テクノロジーです。このテクノロジーは、物理スペースとデータスペースを分散ブロックに分散します。これにより、システムの読み取りおよび書き込み機能を最大限に活用し、拡張を容易にし、スペースのオンデマンド割り当てとデータの人気を促進できます。配置と移行は、HuaweiSmartソフトウェアのすべての機能を実現するための基礎です。同時に、ホットスペアスペースも複数のディスクに分散しているため、ハードディスクデータの再構築と書き込みをほぼ同時に実行でき、単一のホットスペアディスクの書き込みによるパフォーマンスのボトルネックを回避し、再構築時間を大幅に短縮します。

RAID2.0論理図

Huawei RAID2.0 +は、最下位のハードディスク管理と上位のリソース管理の2層仮想化管理モードを採用しています。システムでは、各ハードディスクスペースが細粒度のデータブロックに分割され、データを均一にするためにデータブロックに基づいてRAIDグループが構築されます。ストレージプール内のすべてのハードディスクに分散されると同時に、データブロックを1つの単位としてリソース管理が実行されるため、リソース管理の効率が大幅に向上します。

OceanStorストレージシステムはさまざまなタイプのハードディスク（SSD、SAS、NL-SAS）をサポートし、これらのハードディスクはディスクドメイン（ディスクドメイン）を形成します。ハードディスクドメインでは、同じタイプのハードディスクがストレージレイヤーを構成し、各ストレージレイヤーは特定のルールに従ってディスクグループに分割されます。

各ストレージレイヤーのハードディスクは、固定サイズのチャンク（CK）に分割されます。SSDレイヤーとSASレイヤーのCKサイズは64MB、NL-SASレイヤーのCKサイズは256Mです。OceanStorストレージシステムは、ランダムアルゴリズムを使用して、「RAID戦略」に従って各ストレージレイヤーのチャンク（CK）を形成し、チャンクグループ（CKG）を形成します。ユーザーはストレージプール内の各ストレージレイヤーに「RAID戦略」を設定できます。 "。

OceanStorストレージシステムは、チャンクグループ（CKG）をより小さなエクステントに分割します。データ移行の最小粒度とシックLUNを構成する基本単位として、ストレージプールを作成するときに[詳細]オプションで[範囲]を設定できます。デフォルトは4MBです。シンLUNまたはファイルシステムの場合、よりきめ細かい分割（Grain）がエクステントで実行され、グレインの単位でシンLUNおよびファイルシステムにマップされます。

複数のエクステントがボリューム（ボリューム）を形成し、ボリューム（ボリューム）は、ホストによってアクセスされるLUNとして外部的に具体化されます。ユーザーの読み取りおよび書き込み要求とデータ移行を処理する場合、LUNはストレージシステムにスペースを要求し、スペースを解放し、エクステント単位でデータを移行します。たとえば、LUNを作成するときに、ユーザーは特定のストレージ層から取得する容量を指定できます。この場合、LUNは特定のストレージ層のエクステントで構成されます。ユーザーのビジネスの実行が開始されると、ストレージシステムは、ユーザーが設定した移行戦略に従って、アクセス頻度の高いデータとアクセス頻度の低いデータをストレージ階層間で移行します。このとき、LUN上のデータは、エクステント単位でストレージプールの各ストレージ階層に配布されます。

ユーザーがシンLUNまたはファイルシステムを作成すると、OceanStorストレージシステムはエクステントに基づいてよりきめ細かい分割（Grain）を実行し、それをグレイン単位でシンLUNまたはファイルシステムにマップして、ストレージ容量を実現します。洗練された管理。

RAID2.0テクノロジーの原則

ディスクドメイン

ディスクドメインは、一連のハードディスク（システム全体のすべてのハードディスクにすることができます）の組み合わせであるハードディスクドメインです。これらのハードディスクは統合され、ホットスペア容量を予約してストレージリソースをストレージプールに均一に提供します。

従来のRAIDテクノロジーでは、最初のステップはRAIDグループを作成することですが、ハードディスク自体に要件があります。RAIDグループ内のディスクのタイプ、速度、および容量は一貫している必要があり、RAIDグループ内に存在できるハードディスクは12個までです。

RAID 2.0では、ハードディスクドメインが作成され、ハードディスクドメインには複数のハードディスクがあり、その数は多く、さまざまなタイプを含めることができます。各タイプのハードディスクは、対応するSSDディスクの割り当てなど、さまざまなストレージレベルに割り当てることができます。高性能層には、SASディスクが性能層に割り当てられ、NL-SASディスクが容量層に割り当てられます。ディスクドメインを作成するとき、RAIDレベルが指定されていません。つまり、データ冗長性保護モードが指定されていません。

ストレージプールと階層

ストレージプールは、ストレージスペースリソースを格納するコンテナであるストレージプールです。アプリケーションサーバーによって使用されるすべてのストレージスペースは、ストレージプールから取得されます。層はストレージ層であり、ストレージプール内で同様のパフォーマンスを持つストレージメディアのコレクションであり、異なるパフォーマンス要件を持つアプリケーションに異なるストレージスペースを提供するために、異なるパフォーマンスを持つストレージメディアを管理するために使用されます。

ストレージレベル	レベル名	ハードディスクタイプをサポート	応用
Tier0	高性能レイヤー	SSD	頻繁にアクセスされるデータの保存に適した高性能と価格
Tier1	パフォーマンスレイヤー	SAS	中程度のアクセス頻度でデータを保存するのに適した、高性能、手頃な価格
ティア2	キャパシティレイヤー	NL-SAS	パフォーマンスが低く、価格が低く、ディスクあたりの容量が大きいため、大容量のデータやアクセス頻度の低いデータを保存するのに適しています

ストレージプールは、指定されたハードディスクドメインに基づいて作成されます。チャンク（CK）リソースは、ハードディスクドメインから動的に割り当てることができ、チャンクグループ（CKG）は、各ストレージ層（Tier）の「RAID戦略」に従って形成され、アプリケーションにRAIDによって保護されたストレージリソース。ストレージプールは、ハードディスクの種類に応じて複数の層に分割できます。

ストレージプールを作成するには、ストレージプールがディスクドメインから分割されるストレージ層（Tier）のタイプ、および「RAID戦略」と「容量」のタイプを指定できます。キャパシティレイヤーは、大容量のSATAディスクとNL-SASディスクで構成されています。RAID戦略では、RAID6をダブルチェックすることをお勧めします。

ディスクグループ

ディスクグループ（DG）は、ハードディスクドメイン内の同じタイプの複数のハードディスクのコレクションであるハードディスクグループです。ハードディスクタイプには、SSD、SAS、およびNL-SASが含まれます。

OceanStorストレージシステムは、各タイプのハードディスクの数に基づいて、各ディスクドメインを1つ以上のディスクグループ（DG）に自動的に分割します。
ディスクグループ（DG）には、1種類のハードディスクのみが含まれます
任意のCKGの複数のCKは、同じディスクグループ（DG）の異なるハードドライブからのものです。
ディスクグループ（DG）はシステムの内部オブジェクトであり、その主な機能は障害の切り分けです。構成はOceanStorストレージシステムによって自動的に完了され、外部には反映されません。

LD（論理ディスク）

論理ドライブ（LD）は論理ディスクであり、ストレージシステムによって管理されるハードディスクであり、物理ハードディスクに1対1で対応します。

CK（チャンク）

チャンクはCKと略されます。これは、ストレージプール内のハードディスクスペースを、RAIDの基本単位であるいくつかの固定サイズの物理スペースに分割したものです。ブロックサイズは、システムが物理スペースを分割する場合の固定サイズであり、変更できません。

CKG（チャンクグループ）

チャンクグループはCKGと略されます。これは、RAIDアルゴリズムに従って同じDG内の異なるハードディスクからのCKで構成される論理ストレージユニットです。これは、ストレージプールがハードディスクドメインからリソースを割り当てるための最小ユニットです。

CKGのCKは、同じDGのハードディスクから取得されます。CKGにはRAID属性があります（RAID属性は実際には層で構成されます）。CKとCKGはどちらもシステムの内部オブジェクトであり、ストレージシステムによって自動的に構成され、外部には反映されません。

エクステント

エクステントは、CKGに基づいて分割された固定サイズの論理ストレージスペースであり、サイズを調整できます。これは、ホットデータの統計と移行（データ移行の粒度）の最小単位であり、ストレージプール内のスペースの適用と解放の最小単位です。

エクステントはボリュームまたはLUNに属します。エクステントサイズは、ストレージプールの作成時に設定でき、作成後に変更することはできません。異なるストレージプールのエクステントサイズは異なる場合がありますが、同じストレージプール内のエクステントサイズは均一です。

粒

シンLUNモードでは、エクステントは固定サイズに応じてさらに細かく分割されます。これらのブロックはグレインと呼ばれます。シンLUNは、スペース割り当ての粒度としてGrainを使用し、Grain内のLBAは連続しています。

シンLUNは、グレイン単位のLUNにマップされます。シックLUNの場合、そのようなオブジェクトはありません。

LUN

ボリュームとは、ストレージシステムの内部管理オブジェクトであるボリュームを指します。LUNは、読み取りと書き込みのためにホストに直接マップできるストレージユニットであり、Volumeオブジェクトの外部の実施形態です。

ボリュームオブジェクトは、同じLUNのすべてのエクステントおよびグレイン論理ストレージユニットを編成するために使用されます。エクステントを動的に解放して、ボリュームが占める実際のスペースを増減できます。

RAID再構築技術

RAID2.0 +テクノロジーは、ホットスペア戦略に従って、ハードディスクドメインに一定量のホットスペアスペースを自動的に予約します。ユーザーはそれを設定する必要はありません。システムがハードディスクの特定の領域で回復不能なメディアエラーを自動的に検出した場合、またはハードディスク全体に障害が発生した場合、システムは自動的に再構築し、影響を受けたデータブロックデータを他のハードディスクのホットスペアスペースにすばやく再構築して、システムの迅速な自己修復を実現します。

従来のRAID	RAID2.0 +
別のグローバルまたはローカルのホットスペアハードドライブを手動で構成する必要がある	分散型ホットスペアスペース、個別の構成は必要ありません
多対1の再構築、再構築されたデータストリームは、単一のホットスペアハードディスクにシリアルに書き込まれます	多対多の再構築、再構築されたデータストリームは、複数のハードディスクに並行して書き込まれます
ホットスポットがあり、再構築時間が長い	負荷分散、短い再構築時間

RAID再構築の原則

容量の増加により、従来のRAIDは深刻な問題に直面する必要があります。10年前は、ハードディスクの再構築に数十分しかかかりませんでしたが、現在では、ハードディスクの再構築に10時間以上または数十時間もかかります。再構築時間が長くなると、企業のストレージシステムは、ハードディスクに障害が発生したときに、障害に耐えられない劣化状態に長時間とどまり、データが失われるリスクが高くなります。ストレージシステムは、ビジネスと再構築の二重のプレッシャーのために再構築されます。データ損失のケースは珍しいことではありません。

基盤となるブロックレベルの仮想化に基づくRAID2.0 +テクノロジーは、従来のRAID再構築のターゲットディスク（ホットスペアディスク）のパフォーマンスボトルネックを克服し、再構築されたデータストリームの書き込み帯域幅が再構築速度のボトルネックにならないようにして、大幅に改善します。再構築速度が低下し、デュアルディスクの障害の可能性が低下し、ストレージシステムの信頼性が向上します。

この図は、従来のRAIDとRAID2.0 +テクノロジの再構築の原則の比較を示しています。左側の従来のRAIDでは、5台のハードドライブHDD0〜HDD4がRAID5を作成し、HDD5はホットスペアディスクであり、HDD1に障害が発生すると、HDD0、HDD2 HDD3とHDD4は、排他的ORアルゴリズムを使用して再構築されたデータをHDD5に書き込みます。右のRAID2.0 +の図では、HDD1に障害が発生すると、障害が発生したディスクHDD1のデータがCKの粒度に従って再構築され、再構築のみが行われます。割り当てられたCK（図のHDD1のCK12とCK13）、ストレージプール内のすべてのハードディスクが再構築プロセスに参加し、再構築されたデータが複数のハードディスク（図のHDD4とHDD9）に分散されます。

RAID2.0テクノロジー