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Data ONTAP 如何为聚合创建、聚合添加和故障磁盘替换选择备件?

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Public
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Category:
data-ontap-8
Specialty:
core
Last Updated:

可不使用  

适用于

  • 集群模式 Data ONTAP 8
  • Data ONTAP 7 及更早版本

解答

备用选择期间使用的磁盘属性

备用选择以创建新聚合

为现有聚合添加磁盘选择备用磁盘

备用选择以替换故障磁盘

具有 DS4486 磁盘架的备用选择

备用选择参数和选项

使用 '-disklist' 选项选择备用磁盘

示例 


备用选择期间使用的磁盘属性

Data ONTAP 在备用选择期间使用以下磁盘属性创建新聚合、将磁盘添加到现有聚合以及替换聚合中的故障磁盘:

  • 磁盘类型
  • RPM
  • 校验和类型
  • 磁盘大小
  • 预清零状态
  • 磁盘在存储系统中的位置 

磁盘类型

Data ONTAP 根据磁盘技术和连接类型将磁盘类型与系统中的每个磁盘相关联。Data ONTAP 使用的磁盘类型包括:

  1. 床位寓所 - 高容量桥接式 SATA 磁盘及附加硬件,可将其插入 SAS 架
  2. SAS —串行连接的 SCSI 磁盘位于匹配的磁盘架中
  3. FSAS —高容量( Fat )串行连接 SCSI 磁盘
  4. SATA — SAS 磁盘架中的串行 ATA 磁盘
  5. DS4486 多层磁盘架中的 mSATA 磁盘
  6. SSD —固态磁盘
  7. 采用 FC-AL (光纤通道仲裁环路)连接的磁盘架中具有 IDE 或串行 ATA 接口的 ATA 磁盘
  8. 以 FC-AL 连接的磁盘架中的 FCA-FC 磁盘
  9. LUN —一种逻辑存储设备、由第三方存储提供支持、 Data ONTAP 将其用作磁盘

磁盘类型混合选项

Data ONTAP 提供了一个配置选项raid.disktype.enable、用于确定是否允许在同一聚合中混合某些磁盘类型。如果将此选项设置为true、将严格执行磁盘类型分离、并且只允许单个磁盘类型的磁盘成为聚合的一部分。如果将选项设置为 false、 Data ONTAP 将形成以下磁盘组、并在选择备用磁盘时将组中的所有磁盘视为相等:

  1. 组磁盘类型 SAS —此组包括高性能企业级磁盘类型— FCAL 和 SAS 。
  2. 组磁盘类型 SATA —此组包括高容量近线磁盘类型—床位寓所、 FSAS 、 SATA 和 ATA 。该组中不包括 MSATA 磁盘类型、不能与任何其他磁盘类型混合使用。

 raid.disktype.enable如果将选项设置为false、则使用'-T'选项指定磁盘类型将导致使用等效组磁盘类型进行备用选择、 所选备用磁盘的最后一组可能包括组磁盘类型中包含的所有磁盘类型的磁盘。例如,在'-T BSAS' 创建聚合或添加命令中指定会导致使用组磁盘类型 SATA 、并且在选择备用磁盘时会同样考虑所有床位寓所、 SATA 和 ATA 磁盘。最后一组选定的备件可能混合使用床位寓所、 SATA 和 ATA 磁盘,所有这些磁盘将添加到同一个聚合中。因此,raid.disktype.enable如果false所需的磁盘类型是上面列出的两个组中的任何一个组的一部分、则在将选项设置为时、不能强制选择仅一种磁盘类型的磁盘。强制选择单个磁盘类型的磁盘的唯一方法是将设置raid.disktype.enabletrue。选项的默认值为false

如果raid.disktype.enablefalsetrue具有混合磁盘类型的现有聚合的系统上将该选项从更改为,则这些聚合将继续接受属于聚合中已存在的所有磁盘类型的新磁盘。但是,只要raid.disktype.enable将选项设置为true、 Data ONTAP 将不允许使用混合磁盘类型创建新聚合。

RPM mixing options

以下两个配置选项可确定是否允许在单个聚合中将磁盘与不同 RPM 混合使用:

  1. 该选项 raid.rpm.ata.enable 控制同一聚合中不同 RPM 的 ATA 磁盘( ATA 、 SATA 、床位寓所和 MSATA 类型的磁盘)的混合。如果将选项设置为true、具有不同 RPM 值的 ATA 磁盘将被视为不同的磁盘、而 Data ONTAP 仅选择具有相同 RPM 值的磁盘作为聚合的一部分。如果将选项设置为false、具有不同 RPM 的 ATA 磁盘将被视为相等、 Data ONTAP 可以选择具有不同 RPM 的磁盘作为同一聚合的一部分。
  2. 该选项 raid.rpm.fcal.enable控制 SAS 和 FCAL 磁盘与同一聚合中不同的 RPM 的混合。如果将选项设置为true、 FCAL 和具有不同 RPM 的 SAS 磁盘被视为不同的磁盘、而 Data ONTAP 仅选择具有相同 RPM 值的磁盘作为聚合的一部分。如果将选项设置为false、 FCAL 和具有不同 RPM 的 SAS 磁盘被视为相等、 Data ONTAP 可以选择具有不同 RPM 的磁盘作为同一聚合的一部分。

默认值raid.rpm.fcal.enable为、true表示默认情况下不允许在同一聚合中混合速度不同的 FCAL 和 SAS 磁盘。这是因为 15K RPM 驱动器的价格比 10K RPM 驱动器更高、而仅在聚合中使用 15K RPM 驱动器可确保性能更佳。raid.rpm.ata.enable但是,默认值为false、这意味着默认情况下允许在同一聚合中混合速度不同的 ATA 磁盘。这样,具有聚合 5.4K RPM ATA 磁盘、接近使用寿命( EOL )的系统可以轻松过渡到 7.2K RPM 磁盘。

与磁盘类型混合选项一样、如果以上两个选项设置为 false、则无法确保在聚合创建或磁盘添加过程中选择具有特定 RPM 值的磁盘。如果系统中的磁盘组合具有不同的 RPM 、'-R'则如果相应的配置选项设置为false,则在创建聚合期间使用选项指定的所需 RPM 值可能会被忽略。例如,如果用户在'-T ATA -R 5400'聚合创建命令中指定、为了确保在具有 5.4K RPM 和 7.2K RPM ATA 磁盘的系统上选择 5.4K RPM ATA 磁盘、 Data ONTAP 最终可能会选择 7.2K RPM ATA 磁盘、 如果选项 raid.rpm.ata.enable设置为false。这是因为这两组磁盘与 RPM 被认为是等效的,而最后的选择是基于磁盘大小、校验和类型等其他磁盘属性之一进行的,这可能会导致对 7.2K RPM 磁盘进行优先选择。要强制选择具有特定 RPM 值的磁盘,必须将该磁盘类型的配置选项设置为true

从 Data ONTAP 8.2 开始、raid.rpm.ata.enableraid.rpm.fcal.enable选项已过时、并已被两个新选项所取代、它们的行为方式完全相同、但命名方式不同、以更好地表明其功能:

  1. raid.mix.hdd.rpm.capacity - 此选项取代raid.rpm.ata.enable并控制基于容量的硬盘类型(床位寓所、 FSAS 、 SATA 、 ATA 和 MSATA )的混合。默认值为true、表示允许混合。
  2. raid.mix.hdd.rpm.performance - 此选项取代raid.rpm.fcal.enable并控制基于性能的硬盘类型( FCAL 和 SAS )的混合。默认值为false、表示不允许混合。

请注意,这两个新选项的行为与旧选项的行为正好相反。对于新选项、值表示true允许具有不同 RPM 的磁盘成为同一聚合的一部分、值false表示它们不属于同一聚合。raid.rpm.ata.enable在和中raid.rpm.fcal.enable,这与之相反—一个值表示true磁盘被 RPM 严格分隔、不允许在同一聚合中混合 RPM 、 值表示false允许混合。

本文的其余部分使用术语“ RPM 混合选项”来引用上述配置选项,这些选项确定是否允许将磁盘与同一聚合中的不同 RPM 混合。在 Data ONTAP 8.1 和更早版本中,此术语指的是选项raid.rpm.ata.enableraid.rpm.fcal.enable。在 Data ONTAP 8.2 和更高版本中,此术语指的是选项raid.mix.hdd.rpm.capacityraid.mix.hdd.rpm.performance

Checksum

磁盘的校验和类型是 Data ONTAP 在备用选择期间使用的另一个属性。Data ONTAP 支持以下校验和类型:

  1. 块校验和 (BBC) :此校验和方案使用 64 字节存储每 4096 字节 (4 KB) 数据的校验和信息。此方案可用于每个扇区采用 520 字节(“ bps ”)格式的磁盘或每个扇区 512 字节格式的磁盘。在 520 bps 磁盘上、 8 个扇区用于存储 4 KB 数据和 64 字节校验和信息。此方案可充分利用可用磁盘容量。在采用 512 bps 格式化的磁盘上、 Data ONTAP 使用名为 8/9 格式化的方案来实施 BCS 。该方案使用 9 个扇区( 8 个 512 字节扇区)来存储 4 KB 数据、第 9 个扇区用于存储前 8 个扇区的 64 字节校验和信息。此方案将大约 10% 的可用磁盘容量保留为未使用状态、因为在存储校验和时仅使用第 9 个扇区中的 64 字节、其余的 448 字节未使用。块校验和也可用于每个扇区使用 4160 字节格式化的磁盘。

  2. 区域校验和 (ZC) :在此校验和方案中、 63 个块(每个块 4 KB )后面是前 63 个块的一个 4 KB 校验和信息块。此方案充分利用了可用磁盘容量、但性能会受到影响,因为数据和校验和不在同一位置,并且可能需要额外的搜索来读取校验和信息。由于这种性能损失、 ZCS 方案不再广泛应用于磁盘。但是,它仍用于某些较旧的系统和 LUN 。

  3. 高级区域校验和 (AZC) : Data ONTAP 8.1.1 中引入了此校验和方案、特别是针对需要最佳存储效率的磁盘以及每个扇区格式为 4 KB 的磁盘。对于 4K bps 磁盘需要一个新方案,因为与这些磁盘上的 8/9 BCS 方案类似的方案会导致磁盘容量浪费近 50% 、 ZCS 方案的性能损失过高。在 AZCS 方案中,磁盘被划分为每个区域中包含 64 个 4 KB 块的区域。每个区域中的中间块被指定为校验和块、并存储区域中所有其他块的校验和信息。将校验和块置于区域中间会降低数据块与校验和块之间的平均寻道距离、并与 ZCS 方案相比获得更好的性能。也可以在每个扇区使用 512 字节格式的磁盘上使用 AZCS 方案。

以下列表显示了各种 Data ONTAP 磁盘类型支持的当前校验和类型。请注意,此列表可能会有所更改。要获取特定 Data ONTAP 版本的最新信息、请查看Support站点上的产品文档。

  1. SAS 、 FCAL — BCS
  2. ATA 、 SATA 、床位寓所、 FSAS-BCS
  3. mSATA - AZCS
  4. SSD (FabricPool)

LUN 类型的磁盘可用于 BCS 、 ZCS 和 ACS 聚合。

'disk assign -c'可以'storage disk assign -checksum'使用 7- 模式中的命令和 C 模式中的命令为磁盘或 LUN 分配指定的校验和类型。该命令接受两个校验和值- 'block' 'zoned'。分配'block' 了校验和类型的磁盘和 LUN 可以添加到 BCS 聚合中、分配'zoned'了校验和类型的磁盘和 LUN 可以添加到 AzCS 聚合以及较早的 ZCS 聚合中。

 

Mixed checksum aggregates

根据聚合中磁盘的校验和类型,为 Data ONTAP 系统中的每个聚合分配一个校验和类型。带有 BCS 校验和磁盘的聚合具有校验和类型“块”、带有 ACS 校验和磁盘的聚合具有校验和类型“ ACS ”、具有分区校验和 LUN 的聚合具有校验和类型“分区”。Data ONTAP 还允许校验类型为“混合”的聚合—这些聚合既具有 ACS 和 BCS 校验和磁盘、也包含在单独的 RAID 组中。此类聚合称为“混合校验和聚合”。当 BCS 磁盘添加到 ACS 聚合或将 ACS 磁盘添加到块校验和聚合时,会创建混合校验和聚合。新添加的磁盘组成了一个新的 RAID 组、聚合的校验和类型设置为“混合”。 

Disk size

Data ONTAP 还将磁盘大小用作备用选择标准。用户可以在聚合创建或磁盘添加命令(使用'@size' 选项)中指定所需的磁盘大小值。如果更换磁盘失败、所需的大小值为需要更换的故障磁盘的大小。

给定所需的磁盘大小值、 Data ONTAP 使用 20% 的扩展系数来标识合适的备用磁盘。对于每个要考虑的备用磁盘、 Data ONTAP 会计算两个大小—一个是“最小”大小、占备用磁盘大小的 80% 、另一个是“最大”大小、相当于备用磁盘大小的 120% 。然后检查所需大小值是否在备用磁盘的最小和最大大小定义的范围内。如果是这样,则根据磁盘大小选择备用磁盘是合适的。

Data ONTAP 对所有这些计算使用的磁盘大小值是磁盘物理容量的大小合适的值、也称为磁盘的“可用容量”。正确调整大小是 Data ONTAP 用来标准化磁盘上可用扇区数的过程,这样不同制造商提供的类似大小的磁盘可以在 Data ONTAP 系统中互换使用。正确调整大小还会考虑 Data ONTAP 自身使用所需的磁盘空间量。磁盘的可用容量比物理容量小,可以在'sysconfig -r' 7- 模式(列“ used MB/blks ”)和'storage disk show -fields usable-size' C 模式下使用命令查看。《存储管理指南》包含一个表,其中列出了 Data ONTAP 支持的不同磁盘的物理容量和可用容量。

另一点值得注意的是, Data ONTAP 使用二进制预编译方法计算和报告磁盘大小值,而磁盘制造商则使用 SI 预编译方法报告磁盘大小。由于使用不同的单元、 Data ONTAP 报告的磁盘大小比制造商公布的磁盘大小要小。 

Data ONTAP 所遵循的大小策略以及磁盘大小报告单元的大小和差异可能会导致意外的备用选择行为。例如,在具有 2 TB SATA 磁盘的系统上、在聚合创建或添加命令中指定所需的 2 TB 大小值不会导致选择系统中存在的 2 TB 磁盘。这是因为在正确调整大小并使用二进制预编译来计算磁盘大小后、 2 TB 磁盘的可用容量实际上为 1.62 TB 。使用 Data ONTAP 大小选择策略、在大小为 1.62 TB 的备用磁盘上计算的 20% 扩展范围为 {1.29 TB 、 1.94 TB } 、不包括指定的 2 TB 磁盘大小。因此, Data ONTAP 不会选择任何 2 TB 备用磁盘,即使系统有 2 TB 磁盘且用户已专门要求这些磁盘。大小为 1 TB 和 3 TB 的磁盘也会出现同样的情况。

为确保 Data ONTAP 在给定输入大小的情况下挑选特定的备用磁盘、用户应指定一个大小值、以便对所需备用磁盘的可用容量执行 80% 到 20% 的计算将导致一个包含指定大小值的范围。例如,为确保选择系统中存在的 2 TB 磁盘、用户应使用命令检查 2 TB 磁盘的可用容量'sysconfig -r'、然后指定该值的 80% 至 20% 范围内的大小值。

2 TB 磁盘的可用容量,来自'sysconfig -r'

Used (MB/blks)
--------------
1695466/3472314368

因此、任何大小值在 1695466 MB 的 80% 范围内、 1695466 MB 的 120% 范围 内、都会导致选择 2 TB 备用磁盘。例如'@1695466M' :或 '@1695G'  '@1700G'。 

Pool

池是 Data ONTAP 根据用户指定的分配将磁盘分成多个组的抽象概念。Data ONTAP 系统中的所有备用磁盘都分配给两个备用池之一—池 0 或池 1 。为池分配磁盘的一般原则是:

  1. 应将同一磁盘架或存储阵列中的磁盘分配给同一个池
  2. 分配给每个池的磁盘数量应相等或接近相等

默认情况下,当 Data ONTAP 系统启动时,所有备用磁盘都被分配到池 0 。如果未将系统配置为使用 SyncMirror 、则在一个池中包含所有磁盘就足以创建聚合。如果在系统上启用了 SyncMirror 、 Data ONTAP 需要将磁盘划分为两个池以创建 SyncMirror 聚合。SyncMirror 聚合包含相同 WAFL 文件系统的两个副本、它们与其他文件系统保持同步。每个副本都称为 "plex" 。为了提供最佳的数据丢失保护、包含一个 SyncMirror 聚合的一个丛的磁盘需要与包含另一个丛的磁盘进行物理分离。在创建 SyncMirror 聚合期间、 Data ONTAP 从每个池中选择相同数量的备用磁盘、并使用从池 0 中选择的磁盘创建聚合的一个丛、以及使用从池 1 中选择的磁盘创建另一个丛。如果已按照上述原则将磁盘分配到池中、则此方法可以选择磁盘以确保单个磁盘架或存储阵列的丢失只会影响聚合的一个丛、 并且在还原受影响的丛时,可以从另一个丛继续正常的数据访问。

该命令'disk assign -p <pool_number>' 可用于在 7- 模式和 C-Mode 两种模式下为池分配磁盘。如果在系统上启用了 SyncMirror 、则系统管理员必须使用此命令将磁盘分配给 pool1 、然后才能创建任何 SyncMirror 聚合。 

Pre-zeroed status

Data ONTAP 要求将以前属于聚合一部分的所有备用磁盘清零后才能将其添加到新聚合中。磁盘零位化可确保创建新聚合不需要奇偶校验计算、将磁盘添加到现有聚合不需要在添加新磁盘的所有 RAID 组中重新计算奇偶校验。选择用于创建聚合或添加的非清零备用磁盘必须先清零、从而延长聚合创建或添加过程的总持续时间。更换发生故障的磁盘不需要完全清零备件、因为重构更换磁盘上的数据会覆盖某些磁盘块上的现有数据。但是,在重构期间未覆盖的块必须清零才能被聚合使用磁盘。

Data ONTAP 在选择备用磁盘以创建和添加聚合以及更换故障磁盘期间优先选择预置磁盘。但是,尽管在系统中有预置零备用磁盘的优点、但从聚合中删除磁盘后、 Data ONTAP 不会自动将其置零。这是为了最大限度地减少在需要磁盘上的数据(即使在从聚合中删除磁盘之后)的情况下出现无法恢复的数据丢失的可能性。磁盘清零只能由系统管理员在'disk zero spares' 7- 模式和'storage disk zerospares'  C 模式下使用命令启动。此命令会在后台启动系统中当时存在的备用磁盘的清零过程。 

Topology-based optimization of selected spares

Data ONTAP 根据存储系统的拓扑、为聚合创建或添加或故障磁盘更换选择的一组备用磁盘执行优化。首先、它使用按通道、磁盘架和插槽排序的选定备用磁盘构建拓扑布局。然后、它会考虑存储系统中的所有故障点(适配器、交换机、网桥、磁盘架、)、并通过计算与每个故障点关联的现有文件系统磁盘的数量来估算每个故障点的“负载”。在分配备用磁盘时、 Data ONTAP 会尝试在不同的故障点均匀分布磁盘。它还会尝试最小化选定磁盘与目标 RAID 组中的其他磁盘相同的故障点。最后、它分配所需的备件数量、在所有重大故障点之间交替使用选定的磁盘。

备用选择以创建新聚合

Data ONTAP 对备用选择使用以下磁盘属性—磁盘类型、校验和类型、 RPM 和磁盘大小。用户可以在聚合创建命令中为其中某些属性指定所需的值。对于用户未指定的属性、 Data ONTAP 会确定提供最佳备用选择的值。

首先、 Data ONTAP 决定要选择的磁盘的磁盘类型和校验和类型。如果用户未指定所需的磁盘类型、则会找到磁盘类型以及最多的备用磁盘数。如果用户指定了所需的校验和类型、则只计算具有该校验和类型的磁盘。如果不是,则按以下校验和类型顺序查看磁盘:

  1. 高级区域校验和磁盘
  2. 块校验和磁盘
  3. 分区校验和磁盘

对于每个校验和类型、 Data ONTAP 确定磁盘数量最多的磁盘类型。如果此数字不足以创建新聚合、则会考虑具有下一个校验和类型的磁盘等。如果没有校验和类型具有足够数量的磁盘,则聚合创建操作将失败。此步骤中还会考虑其他用户指定的属性。例如,如果用户指定了所需的校验和类型和所需的 RPM 值、则 Data ONTAP 会确定磁盘类型、磁盘类型中的磁盘数量最多、且具有指定的校验和和 RPM 值。

如果两个或多个磁盘类型具有相同数量的备用磁盘、 Data ONTAP 将按以下优先顺序选择磁盘类型:

  1. MSATA
  2. FSAS
  3. BSAS
  4. SSD
  5. SATA
  6. SAS
  7. LUN
  8. ATA
  9. FCAL

一旦根据磁盘类型和校验和类型确定了一组磁盘、就会根据 RPM 选择子集。仅当识别的磁盘类型不是 SSD 或 LUN 时才执行此步骤,因为旋转速度的概念不适用于这些磁盘类型。如果用户指定了所需的 RPM 值、则所选集中只会显示具有该值的磁盘。如果用户未指定值、 Data ONTAP 会按其 RPM 值对所有选定磁盘进行分组并选择磁盘数量最多的组。如果两个或多个组具有相同数量的磁盘,则会选择具有最高 RPM 的组。指定磁盘类型的 RPM 混合选项的值确定该磁盘类型的磁盘是否与 RPM 相等。如果将选项设置为false、则该磁盘类型的所有磁盘将在同一组中一起计算、即使它们具有不同的 RPM 值。如果将选项设置为true、则该磁盘类型的磁盘将根据其 RPM 值严格划分为多个组。

如果用户在聚合创建命令中指定了所需的磁盘大小、 Data ONTAP 将选择备用磁盘、使所需大小在备用磁盘大小的 80% 至 20% 以内。如果用户未指定所需的大小、 Data ONTAP 将按大小的升序使用选定的磁盘。最大的磁盘将成为 dparity 磁盘,而下一个最大的磁盘将成为 RAID 组的奇偶校验磁盘。在大小相同的磁盘中、优先选择预置零磁盘。

根据这些属性确定一组备用磁盘后、 Data ONTAP 会根据存储系统的拓扑优化选择。Topology-based optimization of selected spares本节详细介绍了拓扑优化过程。

如前所述、 Data ONTAP 在选择备用磁盘时考虑的磁盘类型和 RPM 值取决于磁盘类型混合选项和 RPM 混合选项的值。

Creation of a root aggregate

Data ONTAP 的设计目的是希望在系统中创建根聚合时使用 HDD 而不是 SSD ,即使 SSD 数量更多。仅当没有足够的 HDD 时,才会为根聚合选择 SSD 。

Creation of a unmirrored aggregate

对于未镜像的聚合、 Data ONTAP 从两个池中的一个池中选择一组备用磁盘。它会计算每个池中的可用备用磁盘数量并选择数量较大的集。如果两个池中的任何一个都没有足够的磁盘数量、则聚合创建将失败并显示错误消息。Data ONTAP 永远不会选择跨两个池的一组磁盘。但是,可以通过指定'-d/-disklist'包含跨越两个池的磁盘列表的选项和'-f/-force'覆盖池检查的选项来覆盖此行为。

Creation of a SyncMirror aggregate

创建 SyncMirror 聚合的过程与未镜像聚合的过程相同、只有一个不同。Data ONTAP 不从其中一个池中选择一组磁盘来形成聚合、而是从每个池中选择两组磁盘来形成聚合的两个丛。从池 0 中选择的磁盘必须与从池 1 中选择的磁盘相同、与磁盘类型、 RPM 和校验类型相关。但是,它们的大小可能会有所不同。Data ONTAP 会将池 0 中的每个磁盘与池 1 中的磁盘配对、如果一对中的磁盘大小不同且被选择为 RAID 组中的数据磁盘、则较大的磁盘会缩小到较小磁盘的大小。如果将一对中的磁盘选择为 RAID 组中的奇偶校验或奇偶校验磁盘、则即使大小不同也不需要精简。如果两个池中都没有足够的磁盘、或者一个池中的磁盘与另一个池中的磁盘在磁盘类型、 RPM 或校验和类型方面不同、则聚合创建将失败。 


Spare selection for disk addition to an existing aggregate

选择要添加到现有聚合的备件的过程与创建新聚合的过程类似。用户可以为某些备用选择属性指定所需的值; Data ONTAP 确定其余属性的最佳值。在确定未指定属性的最佳值时、 Data ONTAP 会考虑聚合中已存在的磁盘的属性。

磁盘类型:用户可以为要添加到聚合的磁盘指定所需的磁盘类型。如果指定的磁盘类型是 SSD 磁盘类型、并且聚合仅包含 HDD 、则如果启用了该功能(如Flash Pools一节所述)、则会将其转换为闪存池。在这种情况下,将使用新添加的磁盘创建一个新的 SSD 层、这些磁盘组成一个或多个新的 RAID 组。如果指定的磁盘类型为 HDD 磁盘类型、并且聚合仅包含 HDD 、则将应用有关混合磁盘类型的常见规则。如果用户未指定磁盘类型、 Data ONTAP 将尝试根据聚合中其他磁盘的磁盘类型确定该值。这取决于要将新磁盘添加到哪个 RAID 组、以及用户可以使用'-g' 选项指定这些 RAID 组。此选项接受以下值:

  1.  RAID group name - 将磁盘添加到指定的现有 RAID 组中,直至其已满;丢弃剩余磁盘
  2. 'new' —创建一个或多个新的 RAID 组并添加磁盘
  3. 'all' - 将磁盘添加到所有现有 RAID 组,直到它们已满;然后创建新的 RAID 组 

如果用户未指定磁盘类型、但已指定 RAID 组值、 Data ONTAP 将尝试从指定的 RAID 组值确定磁盘类型。例如,如果用户拥有现有 RAID 组、 Data ONTAP 将选择与该 RAID 组中的磁盘类型相同的备用磁盘。如果未指定 RAID 组值、 Data ONTAP 将选择具有聚合中第一个 RAID 组磁盘类型的磁盘。如果要将新磁盘添加到闪存池中、则聚合添加命令必须包含足够的信息、以明确标识要向其添加磁盘的层。这可以通过使用'-T' 选项显式指定磁盘类型、或者指定一个 RAID 组值(带有'-g' 选项)来实现、该值允许 Data ONTAP 从中推断出磁盘类型。'-d'该选项还可用于显式指定磁盘列表。但是, Data ONTAP 只允许在单个命令中将磁盘添加到一个层中、因此指定的磁盘列表可能不包含 HDD 和 SSD 。

校验和类型:用户可以为要添加的磁盘指定所需的校验和类型。如果指定的校验和类型与聚合的当前校验和类型不同、则聚合将成为混合校验和聚合(在Mixed checksum aggregates一节中介绍)、并且将使用新添加的磁盘创建一个或多个新的 RAID 组。如果用户未指定所需的校验和类型、 Data ONTAP 将选择与聚合中第一个 RAID 组相同的校验和类型的磁盘。

RPM :不允许用户为要添加到现有聚合的磁盘指定所需的 RPM 值。Data ONTAP 通过按 RPM 对聚合中的磁盘进行分组并选择具有最大磁盘数量的 RPM 来确定聚合中的当前 RPM 值。如果两个或多个大小相同的磁盘组具有不同的 RPM 、则会选择较大的 RPM 值作为所需的 RPM 值。如果没有具有所需 RPM 值的备件、 Data ONTAP 可以选择具有不同 RPM 的磁盘。这取决于所选磁盘类型的 RPM 混合选项的值—如果该值设置为,false则可以选择具有不同 RPM 值的磁盘。如果 RPM 与聚合中的大多数磁盘的 RPM 不同、则可以通过将 '-d/-disklist'带有选项的磁盘与'-f/-force'选项一起指定来将其添加到聚合中。

大小:如果用户为要添加的磁盘指定了所需的大小、 Data ONTAP 会选择备用磁盘、以便所需大小在所选备用磁盘大小的 80% 到 120% 之间。如果用户未指定所需的大小、 Data ONTAP 将目标 RAID 组中最大数据磁盘的大小用作“基准”大小、并按以下顺序选择备用磁盘:

  1. 与基准大小相同的磁盘大小
  2. 小于基准大小的磁盘按降序排列
  3. 磁盘大小大于基准大小、按升序排列

如果磁盘将组成新的 RAID 组、 Data ONTAP 将在聚合中找到与要添加的磁盘类型和校验和类型相同的最新 RAID 组、 并使用该 RAID 组中最大数据磁盘的大小作为基准大小。

根据这些属性确定一组备用磁盘后、 Data ONTAP 会根据存储系统的拓扑优化选择。Topology-based optimization of selected spares本节详细介绍了优化过程。

Addition of disks to an unmirrored aggregate

如果是未镜像聚合,则将从聚合中的大多数现有磁盘所属的同一池中选择选定的备用磁盘。要从另一个池添加磁盘、'-d/-disklist'可以使用该选项指定要添加的磁盘列表、以及'-f/-force'覆盖池检查的选项(如Spare selection with the '-disklist' option一节所述)。

Addition of disks to a SyncMirror aggregate

对于 SyncMirror 聚合,所选的备用磁盘在两个丛之间平均分配,每个备用池中的磁盘数量相等。如果每个池没有所需的匹配磁盘数、 Data ONTAP 将不会混合两个池中的磁盘、并且聚合添加操作将会失败。


Spare selection for replacement of a failed disk

Data ONTAP 使用以下属性为出现故障的磁盘磁盘类型、 RPM 、池、校验和类型和磁盘大小选择替换。这些属性的所需值由 Data ONTAP 确定、方法是考虑要替换的故障磁盘的属性以及它所属的聚合的某些属性。匹配的备用磁盘是一个备用磁盘,它具有所考虑的所有属性的所需值。合适的备用磁盘是一个备用磁盘、它不具有所有所需的值、但被认为是故障磁盘的适当替换磁盘。Data ONTAP 首先尝试查找匹配的备用磁盘来替换故障磁盘。如果找不到任何匹配的备用磁盘、它会尝试查找合适的备用磁盘。

Data ONTAP 按以下方式确定所需的选择属性值:

磁盘类型:磁盘类型是选择备用磁盘时的硬盘要求—选定备用磁盘的磁盘类型必须与故障磁盘所属 RAID 组的磁盘类型相同。Data ONTAP 不会选择具有不同磁盘类型的备用磁盘来替换出现故障的磁盘。但是,如Disk type一节所述,如果磁盘类型混合选项已打开,则在备用选择期间,某些磁盘类型将被组合在一起。

RPM所选备用磁盘的所需 RPM 值基于聚合中剩余磁盘(如果是 SyncMirror 聚合,则为丛)的 RPM 、而不是故障磁盘的 RPM 。匹配的备用磁盘与聚合中的大多数磁盘具有相同的 RPM 值。如果两个或多个大小相同的磁盘组具有不同的 RPM 、则会选择较大的 RPM 值作为所需的 RPM 值。如果没有匹配的备用磁盘、 Data ONTAP 可以选择具有不同 RPM 值的合适备用磁盘。最好选择 RPM 值较高的磁盘、但如果没有,也可以选择 RPM 较低的磁盘。RPM 混合选项决定是否允许在同一聚合中使用不同的 RPM 混合磁盘、如RPM一节所述。

池:匹配的备用磁盘必须与包含故障磁盘的聚合的父丛属于同一个池。如果没有匹配的备用磁盘、 Data ONTAP 可以从相对池中选择合适的备用磁盘(如果聚合未镜像)。对于镜像聚合、 Data ONTAP 将仅在聚合已被镜像降级或正在重新同步时从相对池中选择磁盘。

校验和所需的备用磁盘校验和类型是故障磁盘所属的 RAID 组的校验和类型。如果选定的备用磁盘也支持所需的校验和类型,则 Data ONTAP 可以选择具有不同校验和类型的备用磁盘。

大小选定的备用磁盘的大小必须与要更换的故障磁盘的大小相同或更大。如果所选磁盘的大小较大、则在使用之前会对其进行缩小。

如果找到多个匹配或合适的备用磁盘、 Data ONTAP 会使用两个附加属性来选择一个磁盘—磁盘的预置零状态和存储系统的拓扑。Data ONTAP 会优先选择已置零的备件,如Pre-zeroed status一节所述。它还会尝试根据存储系统的拓扑优化选择,如Topology-based optimization of selected spares一节所述。

Failed disk replacement in an unmirrored aggregate

Data ONTAP 首先尝试查找匹配的备用磁盘以替换未镜像聚合中的故障磁盘。如果没有找到匹配的备用磁盘、它会尝试查找合适的备用磁盘、方法是按以下顺序更改选择属性:

  1. 不同的 RPM 、同一个池
  2. 相同的 RPM 、不同的池
  3. 不同的 RPM 、不同的池

Failed disk replacement in a SyncMirror aggregate

与未镜像聚合一样、 Data ONTAP 会首先尝试查找匹配的备用磁盘来替换出现故障的磁盘。如果没有可用的匹配备件、则会查找合适的备件。以上列出的属性变体按相同顺序尝试,但有一个不同:如果聚合处于正常的故障隔离状态、 Data ONTAP 不会在相对池中查找合适的备用磁盘。仅当聚合已被镜像降级或正在重新同步时、 Data ONTAP 才会在相对池中搜索合适的备件、其中包含故障磁盘的丛将作为重新同步的源。在所有其他情况下,如果同一池中没有任何合适或匹配的备用磁盘可用,则磁盘更换将失败。

Spare selection with DS4486 shelves

Data ONTAP 8.1.1 引入了对 DS4486 磁盘架的支持—这是一种新的高密度磁盘架,每个磁盘架上有两个物理磁盘。在 DS4486 机架中、最小的现场可更换单元 (FRU) 是磁盘托架、这意味着磁盘托架中最小的单元可以单独更换。如果托盘中的任一磁盘出现故障、则必须更换整个托盘、即使另一个磁盘运行正常。如果故障载波中正常运行的磁盘是聚合的一部分、则 Data ONTAP 必须启动磁盘复制操作、将正常运行的磁盘复制到另一个磁盘、然后才能将该载波从要替换的磁盘架中取出。因此, DS4486 环境中的备用选择稍有不同,因为每个运营商都必须被视为单点故障。

Data ONTAP 避免将同一机层中的两个备件分配到同一个 RAID 组中、因为机层中的一个磁盘出现故障时需要运行正常的磁盘的完整磁盘副本以及所选备用磁盘上的重建工作、 在执行这些操作时,使 RAID 组处于风险状态。Data ONTAP 还可以避免从已发生故障或预故障磁盘的运营商处选择备用磁盘。在选择中进行的这些修改都是在拓扑优化阶段执行的。备用磁盘的选择与常规一样进行、每个磁盘都位于独立的托盘中(同一托盘中的磁盘通常具有相同的特性)。一旦 Data ONTAP 确定了候选备用磁盘、它就会按通道、磁盘架、运营商和插槽对所有磁盘进行排序。将从考虑中删除所有选定的备用磁盘,这些磁盘将出现故障或出现故障前的磁盘作为机层配对。然后,它会估计拓扑中每个故障点(包括每个运营商)的“负载”。与具有一个备用磁盘和一个已用磁盘的机层相比、具有两个备用磁盘的机层优先级更高。然后, Data ONTAP 会分配磁盘、尽可能地在所有故障点均匀分布磁盘、并在通道、磁盘架和机层之间交替分配选定的磁盘。

当系统中的备用磁盘数量不足时、 Data ONTAP 无法避免将两个磁盘从运营商分配到同一个 RAID 组。发生这种情况时,会在聚合添加后启动后台进程、执行一系列磁盘备份操作、重新排列现有 RAID 组中的磁盘、以避免一个机层位于同一 RAID 组中的两个磁盘的情况。

Spare selection parameters and options

聚合创建和添加命令接受某些输入参数、这些参数可用于指定在备用选择期间必须考虑的磁盘属性值。在聚合创建或添加过程中、用户应尽可能多地指定这些参数的值、以确保选择所需的磁盘组。这些参数如下所示:

  1. -T <disk type>
  2. -R <rpm value>
  3. -c <checksum type>
  4. @<size value>

除了这些参数外、备用选择行为还取决于磁盘类型混合选项和 RPM 混合选项的值。由于这些选项设置为的值,可能会出现意外的备用磁盘选择。例如、在 Data ONTAP 8.1 和更早版本中、默认情况下允许使用磁盘类型混合、这可能会导致选择意外的磁盘类型、即使'-T'该选项显式用于指定磁盘类型也是如此。例如,如果允许混合磁盘类型、 Data ONTAP 会将 FCAL 和 SAS 磁盘视为同一磁盘类型组(“ AS ”)的一部分、因此类似命令'aggr create <aggrname> -T FCAL <diskcount>' 可能会导致使用 SAS 磁盘创建聚合、 即使系统中存在所需的 FCAL 磁盘数。这是因为 FCAL 和 SAS 磁盘在磁盘类型方面被视为等效磁盘,因此磁盘的选择是基于其他磁盘属性(如 RPM 、校验和类型、大小、拓扑等)进行的。 这可能会导致 SAS 磁盘优先于 FCAL 磁盘。如果需要严格执行磁盘类型,则应禁用磁盘类型混合选项。

与执行磁盘类型类似、 RPM 混合选项控制基于 RPM 的磁盘选择。如果需要严格执行 RPM 、则应禁用这些选项。

Spare selection with the '-disklist' option

聚合创建和添加命令具有'-d'一个选项、可以接受以空格分隔的备用磁盘列表。Data ONTAP 会检查此列表以确保磁盘具有磁盘类型、 RPM 、校验和类型和池的兼容值,然后对指定磁盘执行创建或添加操作。要创建未镜像聚合、 Data ONTAP 会检查磁盘列表中的磁盘是否属于同一个池并且具有相同的 RPM 值。对于将磁盘添加到未镜像聚合的情况, Data ONTAP 会检查磁盘列表中的磁盘是否属于同一个池、以及与聚合中的当前 RPM 具有相同的 RPM 值。如果这些检查失败、 Data ONTAP 将拒绝磁盘列表并失败命令。可以使用'-f/-force'选项覆盖此行为—当磁盘列表与'-f' 选项一起指定时、 Data ONTAP 会忽略 RPM 和池检查的结果、 因此,允许不同池和不同 RPM 的磁盘在同一聚合中存在。

对于创建磁盘或向 SyncMirror 聚合添加磁盘、 Data ONTAP 要求指定两个磁盘列表、每个池一个。'-f'此选项也可用于覆盖 RPM 和池检查。

 

Examples

在具有 10 个 FCAL 、 10 个 SAS 和 10 个 SATA 磁盘的系统上、用户执行 Data'aggr create <aggrname> 5'.  ONTAP 为创建新聚合选择的磁盘类型命令?

选定的磁盘类型取决于“磁盘类型混合”选项的值。如果允许混合使用磁盘类型、 FCAL 和 SAS 磁盘将被视为具有组磁盘类型 SAS 、因此它们将被计算在一起。Data ONTAP 选择磁盘数量最多的磁盘类型。假设所有磁盘的校验和类型相同、它会选择磁盘类型 SAS ( 10 个 FCAL + 10 个 SAS 磁盘 = 20 个磁盘、组磁盘类型 SAS 与10 个磁盘(组磁盘类型为 ATA )。从具有组磁盘类型 SAS 的磁盘组中、 Data ONTAP 最终可以选择 FCAL 或 SAS 磁盘来创建聚合—这取决于其他磁盘属性,例如 RPM 、大小、预置清状态和存储拓扑。

如果不允许混合磁盘类型,则会分别考虑三种磁盘类型。由于所有三种磁盘类型都具有相同数量的磁盘,因此 Data ONTAP 会按Spare selection for new aggregate creation节中列出的顺序选择磁盘类型。SAS 在列表中的性能高于 FCAL 和 SATA ,因此 Data ONTAP 将选择 5 个 SAS 磁盘来创建新聚合。

在具有 6 个 SATA BCS 磁盘、 4 个 MSATA ASAS 磁盘和 8 个 FCAL BCS 磁盘的系统上,用户执行 Data'aggr create <aggrname> 5'. ONTAP 为创建聚合选择的磁盘类型和校验和类型命令?

选择首先按校验和类型进行、然后按磁盘类型和计数进行。Data ONTAP 首先考虑 ACS 校验和磁盘,并计算每种磁盘类型的磁盘数量。由于总共只有 4 个 ACS 校验和磁盘、而且用户需要 5 个磁盘、因此我们将继续使用下一个校验和类型 BCS 。有 6 个 SATA 磁盘和 8 个 FCAL 磁盘,带有 BCS 校验和类型。Data ONTAP 选择磁盘类型、磁盘数量较高— FCAL 。如果 SATA 磁盘和 FCAL 磁盘数量相等、则会按照Spare selection for new aggregate creation本节中列出的顺序选择磁盘类型、因此会选择 SATA 磁盘类型。在这两种情况下,选定的校验和类型都是 BCS 。

未镜像聚合中的磁盘出现故障、 Data ONTAP 必须选择备用磁盘来替换它。聚合中的其他磁盘类型为 FCAL 、 Checksum BCS 、 10K RPM 和 Pool 0 。可用备用磁盘如下所示:

  1. 组 1- 磁盘类型 FCAL 、校验和 BCS 、 RPM 15K 、池 1
  2. 组 2 —磁盘类型 SATA 、校验和 BCS 、 RPM 7.2K 、池 1
  3. 组 3- 磁盘类型 SAS 、校验和 BCS 、 RPM 15K 、池 0

Data ONTAP 从哪个磁盘组中选择替换磁盘?

在这种情况下、没有完全匹配的备用磁盘可用于故障磁盘、因为所有备用磁盘都没有所需的所有属性。Data ONTAP 会首先识别具有匹配磁盘类型的备用磁盘。假设系统上允许使用磁盘类型混合、 Data ONTAP 将 FCAL 和 SAS 磁盘视为具有相同的有效磁盘类型、因此所有 FCAL 和 SAS 备用磁盘都被视为适合磁盘类型的替换磁盘。在这组磁盘中、 Data ONTAP 会尝试找到合适的备用磁盘、以便使用前面列出的变体替换故障磁盘:

  1. 不同的 RPM 、同一个池
  2. 相同的 RPM 、不同的池
  3. 不同的 RPM 、不同的池

查看变量列表后、组 3 中的磁盘与列表中的变化 1 匹配—不同的 RPM 、同一个池。因此 Data ONTAP 将从第 3 组中选择替换磁盘。在此示例中、如果组 3 中的磁盘不存在、 Data ONTAP 会向下列出变量 3- 不同的 RPM 、不同的池 - 并从组 1 中选择磁盘。

如果在系统上关闭了磁盘类型混合功能、 Data ONTAP 会将 FCAL 和 SAS 磁盘视为与磁盘类型不同的磁盘,并且只考虑 FCAL 备用磁盘适合替换故障磁盘。因此,它将从组 1 中的可用 FCAL 备用磁盘中选择一个替换磁盘。

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