HPE Nimble 學習手扎-2

2021/07/26

HPE Nimble 學習手扎-2
Nimble Triple+Parity RAID

在手扎-1中,我們整理並介紹了Nimble CASL檔案系統的特性,除了可以增進整體效能外,整體的空間利用率也是一大特色;那麼,效能與容量都有了,資料的保護與安全性如何呢?

在這一個章節中,我們繼續來看看Nimble Storge其他的特色。

現今的磁碟無論是HDDSSD,容量都動輒以TB,甚至數十TB的容量來計算,隨著磁碟容量變得越來越大,在RAID重建期間發生URE(Unrecoverable Read Error rate or Non-recoverable Errors per bits read )的機率也相對變得更大;此外,RAID重建可能要花費相當長的時間(幾天,甚至可能要以週來計算,可以想像一下要重建數百TB以上的磁碟區),這也加劇了陣列重建期間可能出現的風險。

傳統陣列技術不適用於容量較大的磁碟,因為一旦發生了比奇偶校驗計數更多的URE時會無法應付。例如,RAID 5可以承受單個URERAID 6可同時間承受兩個URE,一般的三重奇偶校驗陣列可以同時承受三個URE

Nimble在設計陣列保護級別時,目標是要遠超過現有的傳統陣列;Nimble Triple+ Parity RAID可以同時承受NURE的發生,其中N是陣列組中的磁碟數,就算所有奇偶校驗磁碟都遺失了也是如此。這表示系統在Triple + Parity RAID組中即使損壞了三個磁碟,且所有剩餘磁碟同時有URE,系統也不會因此而遺失數據。

相比之下,RAID 5如果遺失單一個磁碟,只要重建期間發生URE,數據便可能遺失。

 
                                                                                                    (圖一)Triple Plus Parity RAID (AF)



Triple + Parity RAID的設計具有以下特色:

1.它可以相容現在和未來的儲存媒體介質。
2.它可以使用容量非常大的磁碟機,並可以安全地承受很長的重建時間。
3.它提供了極高的可用容量,可以安全地使用大型陣列組,這意味著更少奇偶校驗空間的浪費。

Nimble Triple+ Parity RAID 除了在整個條帶水平計算的三重奇偶校驗之外,系統還計算每個磁碟內的奇偶校驗 (intra-drive parity),這也是為什麼 Nimble 陣列稱為 Triple+ Parity RAID 的原因。

Chunk是寫入條帶(Stripe)的一部分,它定義了寫入單個磁碟的數據量,
並具有其特殊的奇偶校驗與校驗核對數據。

Triple+ Parity RAID相對於一般的Triple Parity,額外使用了寫入在每個磁碟儲存在本地的chunk數據和metadata數據來計算,因此,即使條帶(Stripe)中沒有剩餘冗餘(例如,如果系統出現三個磁碟故障並且在重建期間發生URE),也可以使用磁碟內的奇偶校驗數據從URE中恢復。

HPE Nimble Storage在全閃存(AF)和混合閃存(HF)平台均實現了磁碟內的奇偶校驗技術;支援SSD上的四個連續ECC錯誤或512B格式的HDD上連續兩個扇區(Sector)讀取錯誤或4 KB格式的HDD上的一個扇區(Sector)讀取錯誤。

Triple+ Parity RAID可以在遺失三台磁碟機的情況下,仍然具有防止扇區讀取錯誤的保護,這是使用標準陣列完全不可能實現的創新突破。


重點整理

「永不停止運作」的 Triple+Parity RAID 所帶來的高度可靠性:

採用 Triple + Parity RAID 標準,即使3台磁碟機同時發生故障,儲存設備內的資料依然可獲得妥善保護與效能保證,與傳統架構的 RAID5 or RAID6 產品硬體保護等級截然不同,讓企業最重要的數據獲得最高的保障。



資料來源: HPE NIMBLE STORAGE ARCHITECTURE Technical white paper

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