Phenquestions
RAID-Z är ett av de finaste verktygen som säkerställer att dina data lever så felfria som möjligt på även den billigaste samlingen av diskar. Det är en del av OpenZFS. Du kan förstå grunderna i OpenZFS i den här korta artikeln om du inte har hört talas om det tidigare. Det är ett filsystem med öppen källkod, tillgängligt på Linux, FreeBSD, Mac OS X, SmartOS, Illumos och andra större operativsystem.
Men först ... vad är RAID?
RAID står för Redundant Array of Independent (Inexpensive) Disks. Detta hänvisar till branschövergripande praxis att lagra data inte bara på en disk utan över flera diskar så att även när det finns ett diskfel kan data rekonstrueras från andra diskar. Hur data sprids över skivor skiljer sig åt för olika typer av uppsägningar, därför heter de RAID 0, RAID 1, etc. Vi kommer inte att hantera dem här. Vi skulle fokusera på en RAIDZ som är specifik för OpenZFS.
RAID (och även RAID-Z) är inte detsamma som att skriva kopior av data till en reservdisk. När du har två eller flera diskar inställda i RAID skrivs data till dem samtidigt och alla diskarna är aktiva och online. Detta är anledningen till att RAID skiljer sig från säkerhetskopior och ännu viktigare varför RAID ersätter inte säkerhetskopior. Om hela servern brinner ut kan alla online-skivor följa med servern, men säkerhetskopior sparar din dag. På samma sätt, om det finns en enda diskfel och något inte har säkerhetskopierats, eftersom du inte kan göra det varje dag, kan RAID hjälpa dig att hämta den informationen.
Säkerhetskopior tas med jämna mellanrum kopior av relevant data och RAID är en redundans i realtid. Det finns flera sätt på vilka data lagras i traditionella RAID-system, men vi kommer inte att gå in på dem här. Här skulle vi dyka djupt in i RAIDZ som är en av de coolaste funktionerna i OpenZFS.
En sista sak innan vi börjar, traditionell RAID uppmuntrar ibland att använda dedikerade hårdvaruenheter för att göra RAID. Detta gör att operativsystemet och filsystemet inte känner till de RAID-mekanismer som finns. Men ofta stöter RAID-kortet (den dedikerade hårdvaran) på ett fel vilket gör att hela diskmatrisen är väsentligen värdelös.
För att undvika detta, du måste alltid försöka använda OpenZFS utan någon hårdvaru-RAID-kontroller.
RAID-Z1, RAID-Z2, RAID-Z3
ZFS kombinerar uppgifterna för volymhanteraren och filsystemen. Det betyder att du kan ange enhetsnoderna för dina diskar medan du skapar en ny pool och ZFS kommer att kombinera dem till en logisk pool och sedan kan du skapa datamängder för olika användningsområden som / home, / usr, etc.
Att installera RAID-Z kräver minst tre eller fler diskar. Du kan inte använda mindre än tre diskar. Lagringsleverantören kan vara något annat för nätverksansluten lagring, virtuell blockeringsenhet, etc., men låt oss hålla oss till tre diskar av samma storlek som ett enkelt exempel.
De tre skivorna kan kombineras till en virtuell enhet (vdev). Detta är byggstenen för en zpool. Om du bara börjar med 3 diskar har du 1 vdev i din zpool. Du kan ha 2 vdevs med 6 diskar och så vidare.
Antag att du har en 1 GB-fil som du vill lagra i den här poolen. RAID-Z delar upp den i två lika stora bitar på 512 MB och utför sedan en matematisk operation mellan dem som genererar en tredje bit på 512 MB (kallad paritetsblock). De tre bitarna skrivs sedan i tre separata vdevs. Så filen slutar ta 1.Totalt 5 GB utrymme.
Fördelen är dock att om en av disken misslyckas, säg att den första biten går förlorad, kan den andra delen och paritetsblocket användas för att återskapa den första. På samma sätt, om den andra biten går förlorad, kan den första och den tredje användas för att återskapa den andra.
Dina filer använder 50% mer utrymme än nödvändigt men du kan motstå felet för en disk per vdev. Detta är RAID-Z1.
Men en ZFS-pool kan växa och så småningom behöver du mer utrymme. Du kan inte lägga till fler diskar direkt till en vdev (den funktionen föreslås och kan mycket väl vara under utveckling just nu). Du kan dock lägga till en vdev. Det betyder att du kan lägga till diskar i uppsättningar om tre och behandla varje ny uppsättning som en enda logisk vdev.
Du kan nu tolerera ett enda skivfel i den här nya vdev och ett skivfel i det äldre. Men om mer än en disk misslyckas inom en enda vdev, kan det inte återställas. Hela din pool görs värdelös även de friskare vdevs.
Detta är en riktigt överförenklad modell. Filer delas aldrig exakt i halvor men data behandlas som block med fasta längder. Dessutom kan du använda mer än 3 diskar (men 3 är det minsta) per vdev och RAID-Z1 kommer att se till att varje unikt datablock skrivs så att det kan återhämta sig efter fel på en enda disk per vdev. Tack och lov behöver du inte oroa dig för dessa interna detaljer. Det är ZFS: s ansvar. När poolen är klar sprids data automatiskt över den på det mest optimala sättet.
Feltoleransen är fortfarande begränsad till ett skivfel per vdev. För att gå längre än det måste vi gå till RAID-Z2. RAID-Z2 fungerar på liknande sätt men det skapar två paritetsblock och två datablock från en enda informationsbit. Detta gör att den klarar upp till två diskfel per vdev. En vdev måste också ha minst 4 diskar om den ska implementera en RAID-Z2-installation.
På samma sätt kräver RAID-Z3 minst 5 skivor per vdev och tål misslyckandet hos tre av dem. RAID-Z3 är inte alls lika rymdeffektiv som RAID-Z2 som inte är lika effektiv när det gäller utrymme som RAID-Z1.
Slutsats
Med RAID-Z ser vi en avvägning mellan det användbara utrymmet som erbjuds av enskilda diskar och tillförlitligheten som samlingen av sådana diskar kan erbjuda. Med större antal skivor ökar också sannolikheten för att flera skivor misslyckas samtidigt.
Det bästa sättet att motverka det är att använda en effektiv RAID-Z-strategi som ger tillförlitlighet såväl som bästa valuta för pengarna. Låt oss veta om du tyckte att den här handledningen var användbar eller om du har några frågor angående RAID-Z!
