ONTAP Select 如何为聚合创建、聚合添加和故障磁盘更换提供备用磁盘？

适用场景

ONTAP 9

问题解答

► 在选择备用磁盘期间使用的磁盘属性

在选择备用磁盘期间、Data ONTAP会使用以下磁盘属性来创建新聚合、向现有聚合添加磁盘以及更换聚合中的故障磁盘：

• 磁盘类型
• RPM
• 校验和类型
• 磁盘大小
• 池
• 预置零状态
• 磁盘在存储系统中的位置 

磁盘类型

Data ONTAP会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. BSAS—高容量桥接SATA磁盘、具有额外的硬件、可用于将其插入SAS磁盘架
2. SAS—匹配磁盘架中的串行连接SCSI磁盘
3. FSAS -高容量(脂肪)串行连接SCSI磁盘
4. SATA—SAS磁盘架中的串行ATA磁盘
5. MSATA—DS4486多托架磁盘架中的SATA磁盘
6. SSD—固态磁盘
7. ATA -在FC-AL (光纤通道仲裁环路)中连接的磁盘架中具有IDE或串行ATA接口的ATA磁盘
8. FCAL—以FC-AL连接的磁盘架中的FC磁盘
9. LUN—一种由第三方存储提供支持的逻辑存储设备、由Data ONTAP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用某些类型的磁盘。如果此选项设置为 true，则会严格按磁盘类型分隔磁盘，并且聚合中只允许使用单个磁盘类型的磁盘。如果此选项设置为 false，则Data ONTAP将构成以下磁盘组，并在选择备用磁盘期间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- BSAS、FSAS、SATA和ATA。MSATA磁盘类型不包括在此组中、并且不能与任何其他磁盘类型混合使用。

如果 raid.disktype.enable 将选项设置为 false，则使用 '-T' 选项指定磁盘类型将导致在选择备用磁盘时使用等效的组磁盘类型，而最后一组选定的备用磁盘可能包括组磁盘类型中所有磁盘类型的磁盘。例如、 '-T BSAS' 在聚合创建或添加命令中指定将导致使用组磁盘类型SATA、在选择备用磁盘期间、所有BSAS、SATA和ATA磁盘将被同等考虑。最后一组选定备件可能混合使用BSAS、SATA和ATA磁盘、所有这些磁盘都将添加到同一聚合中。因此， raid.disktype.enable  false如果所需磁盘类型属于上面列出的两个组中的任何一个，则在将选项设置为时，不能强制选择严格只有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.enable 为 true。选项的默认值为 false。

如果 raid.disktype.enable  false  true 在具有混合磁盘类型的现有聚合的系统上、此选项从更改为、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就不允许使用混合的磁盘类型创建新聚合。

转速混合选项

以下两个配置选项可确定是否允许在一个聚合中混用RPM不同的磁盘：

1. 选项 raid.rpm.ata.enable 用于控制在同一聚合中混用不同RPM的ATA磁盘(类型为ATA、SATA、BSAS和MSATA的磁盘)。如果此选项设置为 true，则具有不同RPM值的ATA磁盘将被视为不同的，Data ONTAP将仅选择具有相同RPM值的磁盘作为聚合的一部分。如果选项设置为 false，则具有不同RPM的ATA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。
2. 选项 raid.rpm.fcal.enable 用于控制在同一聚合中混用RPM不同的SAS和FCAL磁盘。如果此选项设置为 true、则具有不同RPM的FCAL和SAS磁盘将被视为不同的磁盘、而Data ONTAP仅会选择具有相同RPM值的磁盘作为聚合的一部分。如果此选项设置为 false，则具有不同RPM的FCAL和SAS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。

的默认值 raid.rpm.fcal.enable 为 true，这意味着默认情况下不允许在同一聚合中混用不同速度的FCAL和SAS磁盘。这是因为15K RPM驱动器比10K RPM驱动器更昂贵、并且在聚合中独占使用15K RPM驱动器可确保性能更好。 raid.rpm.ata.enable但是，的默认值为 false，这意味着默认情况下允许在同一聚合中混用不同速度的ATA磁盘。这样、如果系统中的聚合包含接近寿命终结(EOL)的5.4K RPM ATA磁盘、则可以轻松过渡到7.2K RPM磁盘。

与磁盘类型混合选项的情况一样，如果将上述两个选项设置为 false，则无法确保在创建聚合或添加磁盘期间选择具有特定RPM值的磁盘。如果系统混用了具有不同RPM的磁盘， '-R' 则如果相应的配置选项设置为，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 false。例如，如果用户 '-T ATA -R 5400' 在聚合创建命令中指定，要确保在具有5.4K RPM和7.2K RPM ATA磁盘的系统上选择5.4K RPM ATA磁盘，如果选项 raid.rpm.ata.enable 设置为，则Data ONTAP最终可能会选择7.2K RPM ATA磁盘 false。这是因为这两组磁盘在RPM方面被视为等效磁盘、而最终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、这可能会使7.2K RPM磁盘成为首选磁盘。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.enable 和 raid.rpm.fcal.enable 选项已弃用、并已被两个新选项所取代、它们的行为方式完全相同、但名称不同、以便更好地指示其功能：

1. raid.mix.hdd.rpm.capacity –此选项可替代 raid.rpm.ata.enable 并控制基于容量的硬盘类型(BSAS、FSAS、SATA、ATA和MSATA)的混合。默认值为 true，这意味着允许混合。
2. raid.mix.hdd.rpm.performance –此选项可替代 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，这意味着不允许混用。

请注意、这两个新选项的行为与旧选项的行为完全相反。对于新选项、的值 true 表示允许具有不同RPM的磁盘属于同一聚合、而的值 false 表示不属于。  raid.rpm.ata.enable  raid.rpm.fcal.enable而对于和，则相反-的值 true 表示磁盘被RPM严格分隔，不允许在同一聚合中混用RPM，而的值 false 表示允许混用RPM。

本文其余部分使用术语"RPM混合选项"来表示上述配置选项、这些选项用于确定是否允许在同一聚合中混用具有不同RPM的磁盘。在Data ONTAP 8.1及更早版本中，此术语是指选项 raid.rpm.ata.enable 和 raid.rpm.fcal.enable。在Data ONTAP 8.2及更高版本中，此术语是指选项 raid.mix.hdd.rpm.capacity 和 raid.mix.hdd.rpm.performance。

校验和

磁盘的校验和类型是Data ONTAP在选择备用磁盘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 (BCS)：此校验和方案使用64字节来存储每4096字节(4KB)数据的校验和信息。此方案可用于每个扇区520字节("bps")或每个扇区512字节格式化的磁盘。在520 bps的磁盘上、一组8个扇区用于存储4 KB的数据和64字节的校验和信息。此方案可充分利用可用磁盘容量。在以512 bps格式化的磁盘上、Data ONTAP使用一种称为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)的集合来存储4 KB的数据、而第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%的可用磁盘容量留空、因为每9个扇区中只有64字节用于存储校验和、其余448字节未使用。块校验和也可用于每个扇区4160字节格式化的磁盘。
2. 区域校验和 (ZCS)：在此校验和方案中，63个4 KB的块后面是前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、但会降低性能、因为数据和校验和不在同一位置、可能需要额外的寻道才能读取校验和信息。由于这种性能降低、ZCS方案不再广泛用于磁盘。但是、它仍用于某些旧系统以及LUN。
3. 高级区域校验和 (Advanced Zone Checksum、ZCS)： 此校验和方案是在Data ONTAP 8.1.1中推出的、专门用于需要最佳存储效率的磁盘以及每个扇区使用4 KB格式的磁盘。4 k bps磁盘需要使用新方案、因为在这些磁盘上使用与8/9 BCS方案类似的方案会导致磁盘容量浪费近50%、并且ZCS方案的性能损失会过高。在AZCS方案中、磁盘划分为多个分区、每个分区包含64个4 KB块。每个分区中的中间块被指定为校验和块、并存储该分区中所有其他块的校验和信息。将校验和块放在分区中间可缩短数据块与校验和块之间的平均寻道距离、与ZCS方案相比、性能更高。此外、还可以在每个扇区512字节格式化的磁盘上使用此类磁盘。

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、此列表可能会更改。要获取特定Data ONTAP版本的最新信息、请查看 支持 站点上的产品文档。

1. SAS、FCAL - BCS
2. ATA、SATA、BSAS、FSAS - BCS
3. MSATA - ASAS
4. SSD—BCS

LUN类型的磁盘可用于BCS、ZCS和AZCS聚合。

'disk assign -c' 7-模式中的命令和 'storage disk assign -checksum' C模式中的命令可用于为磁盘或LUN分配指定的校验和类型。该命令接受两个校验和值和 - 'block'  'zoned'。分配了 'block' 校验和类型的磁盘和LUN可以添加到BCS聚合、而分配了 'zoned' 校验和类型的磁盘和LUN可以添加到AZCS聚合以及旧版ZCS聚合。

混合校验和聚合

根据Data ONTAP系统中磁盘的校验和类型、系统会为该聚合中的每个聚合分配一个校验和类型。使用BCS校验和磁盘的聚合的校验和类型为"块"、使用AZCS校验和磁盘的聚合的校验和类型为" azcs"、使用分区校验和LUN的聚合的校验和类型为"分区"。Data ONTAP还允许校验和类型为"已混合"的聚合—这些聚合具有AZCS和BCS校验和磁盘、但位于不同的RAID组中。此类聚合称为"混合校验和聚合"。将BCS磁盘添加到AOSCS聚合或将AOSCS磁盘添加到块校验和聚合时、系统会创建混合校验和聚合。此时将使用新添加的磁盘组成一个新的RAID组、并且聚合的校验和类型将设置为"已混合"。 

磁盘大小

Data ONTAP还使用磁盘大小作为备用磁盘选择标准。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。如果更换了故障磁盘、所需的大小值是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%的扩展因子来确定合适的备用磁盘。对于所考虑的每个备用磁盘、Data ONTAP会考虑两个大小："最小"大小(占备用磁盘大小的80%)和"最大"大小(占备用磁盘大小的120%)。然后、它会检查所需的大小值是否在备用磁盘大小的最小值和最大值定义的范围内。如果是、则根据磁盘大小、备用磁盘被视为适合选择。

Data ONTAP在所有这些计算中使用的磁盘大小值是磁盘物理容量的适当大小值、也称为磁盘的"可用容量"。规模估算是Data ONTAP用于对磁盘上的可用扇区数量进行标准化的过程、以便不同制造商提供的大小相似的磁盘可以在Data ONTAP系统中互换使用。适当的规模估算还会考虑Data ONTAP自身使用所需的磁盘空间量。磁盘的可用容量小于物理容量、可 'sysconfig -r' 在7-模式上使用命令(列"已用MB/秒")和 'storage disk show -fields usable-size' 在C模式下使用命令查看。《存储管理指南》中的表格列出了Data ONTAP支持的不同磁盘的物理容量和可用容量。

另一点需要注意的是、Data ONTAP使用二进制前言计算和报告磁盘大小值、而磁盘制造商则使用SI前言报告磁盘大小。由于使用不同的单元、Data ONTAP报告的磁盘大小小于制造商公布的磁盘大小。 

Data ONTAP遵循的大小策略、再加上磁盘大小合适以及磁盘大小报告单元不同、可能会导致意外的备用磁盘选择行为。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大小值2 TB不会导致选择系统中存在的2 TB磁盘。这是因为、在规模估算正确并使用二进制前处理方法计算磁盘大小之后、2 TB磁盘的实际可用容量为1.62 TB。使用Data ONTAP大小选择策略、在大小为1.62 TB的备用磁盘上计算得出的20%差值的范围为｛1.29 TB、1.94 TB｝、其中不包括指定的2 TB磁盘大小。因此、Data ONTAP不会选择任何2 TB备用磁盘、即使系统具有2 TB磁盘且用户明确要求使用这些磁盘也是如此。大小为1 TB和3 TB的磁盘也会出现相同的行为。

要确保Data ONTAP在给定输入大小的情况下选取特定备用磁盘、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%-120%计算时、其范围应包括指定的大小值。例如、要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' 、然后指定一个大小值、该值介于该值的80%-120%范围内。

2 TB磁盘的可用容量，从 'sysconfig -r'：

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

因此、如果大小值介于｛80% of 1695466 MB、120% of 1695466 MB｝范围内、 则会选择2 TB备用磁盘。例如： '@1695466M' 或或 '@1695G'  '@1700G'。 

池

池是Data ONTAP用来根据用户指定的分配将磁盘隔离到组中的一种抽象。Data ONTAP系统中的所有备用磁盘都会分配给两个备用池之一—Pool0或Pool1。将磁盘分配给池的一般准则如下：

1. 应将同一磁盘架或存储阵列中的磁盘分配给同一池
2. 应为每个池分配的磁盘数量应等于或接近等于

默认情况下、启动Data ONTAP系统时、所有备用磁盘都会分配给Pool0。如果系统未配置为使用SyncMirror、则在一个池中包含所有磁盘足以创建聚合。如果在系统上启用了SyncMirror、则Data ONTAP要求将磁盘隔离到两个池中、以便创建SyncMirror聚合。一个SyncMirror聚合包含同一个WAFL文件系统的两个副本、这些副本与其他文件系统保持同步。每个副本都称为"丛"。为了提供最佳的数据保护、防止数据丢失、SyncMirror聚合中一个丛所包含的磁盘需要与另一个丛所包含的磁盘在物理上分离。在创建SyncMirror聚合期间、Data ONTAP会从每个池中选择同等数量的备用磁盘、并使用从Pool0中选择的磁盘为聚合创建一个丛、使用从Pool1中选择的磁盘创建另一个丛。如果已按照上述准则将磁盘分配到池、则此磁盘选择方法可确保丢失一个磁盘架或存储阵列时仅会影响聚合的一个丛、 在还原受影响的丛时、可以继续从另一丛进行正常数据访问。

'disk assign -p <pool_number>' 在7-模式和C模式下、可以使用命令将磁盘分配给池。如果在系统上启用了SyncMirror、则系统管理员必须先使用此命令将磁盘分配给Pool1、然后才能创建任何SyncMirror聚合。 

预置零状态

Data ONTAP要求将之前属于某个聚合的所有备用磁盘都先将其置于零位、然后才能将其添加到新聚合中。磁盘置零可确保创建新聚合不需要进行奇偶校验计算、并且向现有聚合添加磁盘不需要重新计算已添加新磁盘的所有RAID组的奇偶校验。选择用于创建或添加聚合的未置零备用磁盘必须先置零、这样会延长聚合创建或添加过程的总持续时间。更换故障磁盘不需要完全置零的备用磁盘、因为在更换磁盘上重建数据会覆盖某些磁盘块上的现有数据。但是、在重建期间未覆盖的块必须先置零、然后聚合才能使用该磁盘。

在选择用于创建和添加聚合以及更换故障磁盘的备用磁盘期间、Data ONTAP会优先选择预置零的磁盘。但是、尽管在系统中使用预置零的备用磁盘具有一定优势、但Data ONTAP不会在磁盘从聚合中删除后立即将其自动置零。这是为了在磁盘从聚合中删除之后仍需要磁盘上的数据的情况下、最大限度地减少不可恢复的数据丢失的可能性。磁盘置零只能由系统管理员 'disk zero spares' 在7-模式和 'storage disk zerospares' C模式下使用命令启动。此命令会在后台对系统中当时存在的备用磁盘启动归零过程。 

对选定备件进行基于拓扑的优化

Data ONTAP会根据存储系统拓扑对已选择用于创建、添加聚合或更换故障磁盘的备用磁盘集执行优化。首先、它使用选定的备用磁盘按通道、磁盘架和插槽排序来构建拓扑布局。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数量来估计每个故障点的"负载"。分配备用磁盘时、Data ONTAP会尝试在不同故障点之间均匀分布磁盘。它还会尝试尽可能地减少选定磁盘与目标RAID组中其他磁盘共有的故障点。最后、它会分配所需数量的备用磁盘、在所有重要故障点之间交替使用选定磁盘。

► 为创建新聚合选择备用项

Data ONTAP使用以下磁盘属性选择备用磁盘-磁盘类型、校验和类型、转数和磁盘大小。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将确定可提供最佳备件选择的值。

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、则会查找备用磁盘数量最多的磁盘类型。如果用户指定了所需的校验和类型、则只会对具有该校验和类型的磁盘进行计数。如果不是、则会按校验和类型的以下顺序查看磁盘：

1. 高级分区校验和磁盘
2. 块校验和磁盘
3. 分区校验和磁盘

对于每种校验和类型、Data ONTAP都会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、依此类推。如果任何校验和类型都没有足够数量的磁盘、则 聚合创建操作将失败。此步骤还会考虑用户指定的其他属性。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将确定具有指定校验和和和RPM值的磁盘最多的磁盘类型。

如果两个或更多磁盘类型具有相同数量的备用磁盘、则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

根据磁盘类型和校验和类型确定一组磁盘后、将根据RPM选择一个子集。只有在确定的磁盘类型既非SSD也非LUN时、才会执行此步骤、因为转速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、则选定集中仅包含具有该值的磁盘。如果用户未指定值、Data ONTAP将按RPM值对所有选定磁盘进行分组、并选择磁盘数量最多的组。如果两个或更多组具有相同数量的磁盘、则会选择RPM最高的组。指定磁盘类型的RPM混合选项的值可确定该磁盘类型的磁盘是否会被视为与RPM相等。如果将选项设置为 false，则该磁盘类型的所有磁盘在同一组中会一起计数，即使它们具有不同的RPM值也是如此。如果此选项设置为 true，则该磁盘类型的磁盘将根据其RPM值严格分为多个组。

如果用户在聚合创建命令中指定了所需的磁盘大小、则Data ONTAP会选择备用磁盘、使所需大小介于备用磁盘大小的80%-120%范围内。如果用户未指定所需的大小、Data ONTAP将按大小升序使用选定磁盘。最大的磁盘将成为奇偶校验磁盘、第二大磁盘将成为RAID组的奇偶校验磁盘。在大小相同的磁盘中、会优先使用预置零的磁盘。

根据这些属性确定一组备用磁盘后、Data ONTAP将根据存储系统的拓扑优化选择。有关拓扑优化操作步骤 的详细信息、请参见选定备件的基于拓扑的优化 一节。

如前文所述、Data ONTAP 在选择备用磁盘期间考虑的磁盘类型和RPM值取决于磁盘类型混合选项和RPM混合选项的值。

创建根聚合

在系统中创建根聚合时、Data ONTAP倾向于使用HDD而不是SSD、即使SSD数量更多也是如此。只有当HDD不足时、才会为根聚合选择SSD。

创建未镜像聚合

对于未镜像聚合、Data ONTAP会从两个池中的一个池中选择一组备用磁盘。它会计算每个池中可用备用磁盘的数量、并选择数量较大的磁盘集。如果这两个池中的任何一个池都没有足够数量的磁盘、则聚合创建将失败、并显示一条错误消息。Data ONTAP绝不会选择跨越两个池的一组磁盘。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以及覆盖 '-f/-force' 池检查的选项来覆盖此行为。

创建SyncMirror聚合

用于创建SyncMirror聚合的与用于未镜像聚合的操作步骤相同、但有一个区别。Data ONTAP不会从任一池中选择一组磁盘来构成聚合、而是会从每个池中选择两组磁盘来构成聚合的两个plexs。在磁盘类型、RPM和校验和类型方面、从Pool0选择的磁盘必须与从Pool1选择的磁盘相同。但是，它们的大小可能不同。Data ONTAP会将Pool0中的每个磁盘与Pool1中的一个磁盘进行配对、如果一对磁盘的大小不同、并且被选为RAID组中的数据磁盘、则较大的磁盘会减小到较小的磁盘的大小。如果选择一对中的磁盘作为RAID组中的奇偶校验或双奇偶校验磁盘、则无需进行缩减、即使它们的大小不同也是如此。如果任一池中没有足够的磁盘、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。 

► 为向现有聚合添加磁盘选择备用磁盘

用于选择要添加到现有聚合的备用磁盘的操作步骤与用于创建新聚合的操作步骤类似。用户可以为某些备用选择属性指定所需的值；Data ONTAP可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为SSD磁盘类型、并且聚合仅包含HDD、则在启用了此功能(如 Flash Pool 一节中所述)的情况下、此聚合将转换为Flash Pool。在这种情况下、将创建一个新的SSD层、其中新添加的磁盘构成一个或多个新的RAID组。如果指定的磁盘类型为HDD磁盘类型、而聚合仅包含HDD、则会应用控制磁盘类型混合的常见规则。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的RAID组、用户可以使用 '-g' 选项指定该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、直到其已满；丢弃其余磁盘
2. 'new' -使用要添加的磁盘创建一个或多个新RAID组
3. 'all' -将磁盘添加到所有现有RAID组、直到其已满；然后创建新的RAID组 

如果用户未指定磁盘类型、但指定了RAID组值、则Data ONTAP将尝试从指定的RAID组值中确定磁盘类型。例如、如果用户选择现有RAID组、则Data ONTAP将选择与该RAID组中的磁盘具有相同磁盘类型的备用磁盘。如果未指定RAID组值、Data ONTAP将选择与聚合中第一个RAID组的磁盘类型相同的磁盘。如果要将新磁盘添加到Flash Pool、则聚合添加命令必须包含足够的信息、以便明确标识要将磁盘添加到的层。为此、可以使用 '-T' 选项显式指定磁盘类型、也可以通过指定一个RAID组值(使用 '-g' 选项)来使Data ONTAP可以从中确定磁盘类型。 '-d' 选项还可用于明确指定磁盘列表。但是、Data ONTAP仅允许在一个命令中将磁盘添加到一个层、因此指定的磁盘列表可能不会同时包含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主流校验和类型不同、则该聚合将成为一个混合校验和聚合(如" 混合校验和聚合" 一节所述)、并使用新添加的磁盘创建一个或多个新RAID组。如果用户未指定所需的校验和类型、Data ONTAP将选择与聚合中的第一个RAID组具有相同校验和类型的磁盘。

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磁盘数最多的RPM来确定聚合中的主流RPM值。如果两组大小相同的磁盘的RPM不同、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值的备用磁盘、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。RPM与聚合中大多数磁盘的RPM不同的磁盘可以添加到聚合中、方法是使用 '-d/-disklist' 选项和 '-f/-force' 选项指定磁盘。

大小： 如果用户为要添加的磁盘指定了所需的大小、则Data ONTAP会选择备用磁盘、使所需大小介于选定备用磁盘大小的80%到120%之间。如果用户未指定所需的大小、Data ONTAP将使用目标RAID组中最大数据磁盘的大小作为"基线"大小、并按以下顺序选择备用磁盘：

1. 与基线大小相同的磁盘
2. 小于基线大小的磁盘、按降序排列
3. 大于基线大小的磁盘、按升序排列

如果这些磁盘要构成新的RAID组、Data ONTAP将在聚合中查找与要添加的磁盘具有相同磁盘类型和校验和类型的最新RAID组。 并使用该RAID组中最大数据磁盘的大小作为基线大小。

根据这些属性确定一组备用磁盘后、Data ONTAP将根据存储系统的拓扑优化选择。优化操作步骤在 基于拓扑的选定备件优化 一节中进行了详细介绍。

向未镜像聚合添加磁盘

对于未镜像聚合、将从聚合中的大多数现有磁盘所属的同一池中选择选定备用磁盘。要从对面的池添加磁盘、  '-d/-disklist' 可使用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。

向SyncMirror聚合添加磁盘

对于SyncMirror聚合、所选备用磁盘会在两个plexes之间均匀分布、每个备用池中的磁盘数量相等。如果每个池没有所需数量的匹配磁盘、则Data ONTAP不会混用这两个池中的磁盘、并且聚合添加操作将失败。

► 为更换故障磁盘选择备用磁盘

Data ONTAP使用以下属性来选择故障磁盘的替换磁盘-磁盘类型、RPM、池、校验和类型和磁盘大小。这些属性的所需值由Data ONTAP根据要替换的故障磁盘的属性以及该磁盘所属聚合的某些属性来确定。  匹配的备用磁盘 是指具有所考虑的所有属性所需值的备用磁盘。 合适的备用磁盘 是指不具有所有所需值但被视为适合替换故障磁盘的备用磁盘。Data ONTAP会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、则会尝试查找合适的备用磁盘。

Data ONTAP按如下所示确定所需的选择属性值：

disk type： 在选择替代备用磁盘时、磁盘类型是一个硬要求—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故障磁盘。但是、如 磁盘类型 一节所述、如果启用了磁盘类型混合选项、则在选择备用磁盘期间、某些磁盘类型将分组在一起。

rpm： 所选备用磁盘的所需RPM值基于聚合中剩余磁盘的RPM (如果是SyncMirror聚合、则为丛)、而不是基于故障磁盘的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。如果两组大小相同的磁盘的RPM不同、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RPM值不同的合适备用磁盘。首选RPM值较高的磁盘、但如果没有磁盘、则也可以选择RPM较低的磁盘。RPM混合选项用于确定是否允许在同一聚合中混用具有不同RPM的磁盘、如RPM一  节中所述。

pool： 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、并且聚合未镜像、则Data ONTAP可以从对等池中选择合适的备用磁盘。对于镜像聚合、只有当该聚合处于镜像降级状态或正在重新同步时、Data ONTAP才会从对等池中选择磁盘。

校 验和：备用磁盘所需的校验和类型是故障磁盘所属RAID组的校验和类型。如果选定备用磁盘也支持所需的校验和类型、则Data ONTAP可以选择校验和类型不同的备用磁盘。

size： 选定备用磁盘的大小必须大于或等于要替换的故障磁盘。如果选定磁盘的大小较大、则在使用之前会对其进行缩减。

如果找到多个匹配的或合适的备用磁盘、Data ONTAP将使用两个附加属性来选择单个磁盘—磁盘的预置零状态和存储系统的拓扑。如 预置零状态 一节所述、Data ONTAP会优先选择已置零的备件。它还会尝试根据存储系统 拓扑优化选择、如所选备件的基于拓扑的优化 一节所述。

在未镜像聚合中更换故障磁盘

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。如果未找到匹配的备用磁盘、则会尝试通过按以下顺序更改选择属性来查找合适的备用磁盘：

1. 不同的RPM、相同的池
2. RPM相同、池不同
3. 不同的RPM、不同的池

更换SyncMirror聚合中的故障磁盘

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故障磁盘。如果没有匹配的可用备件、则会查找合适的备件。上述属性变体会按相同顺序进行尝试、但有一个不同之处—如果聚合处于正常的故障隔离状态、则Data ONTAP不会在相反池中查找合适的备用磁盘。只有当聚合处于镜像降级状态或正在重新同步且包含故障磁盘的丛用作重新同步源时、Data ONTAP才会在对面池中搜索合适的备用磁盘。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、则磁盘更换将失败。

► DS4486磁盘架的备用选择

Data ONTAP 8.1.1引入了对DS4486磁盘架的支持、DS4486磁盘架是一种新的密集型磁盘架、其中每个磁盘托架容纳两个物理磁盘。在DS4486磁盘架中、最小的现场可更换单元(FRU)是磁盘托架、这意味着它是磁盘架中可单独更换的最小单元。如果托架中的任一磁盘发生故障、则必须更换整个托架、即使另一个磁盘运行状况良好也是如此。如果故障托架中运行正常的磁盘属于某个聚合、则Data ONTAP必须启动磁盘复制操作、将运行正常的磁盘复制到另一个磁盘、然后才能将托架从磁盘架中取出以进行更换。因此、在DS4486环境中选择备用磁盘略有不同、因为必须将每个托架视为单点故障。

Data ONTAP可避免将同一托架中的两个备用磁盘分配到同一RAID组中、因为托架中的一个磁盘发生故障时、需要为运行状况良好的磁盘创建完整的磁盘副本、同时在选定备用磁盘上进行重建。 在执行这些操作时、会使RAID组面临风险。此外、Data ONTAP还可以避免从已有故障磁盘或预出现故障磁盘的托架中选择备用磁盘。在选择中进行的所有这些修改都将在拓扑优化阶段执行。备用磁盘的选择照常进行、托架中的每个磁盘都是独立考虑的(同一托架中的磁盘通常具有相同的特性)。Data ONTAP确定候选备用磁盘后、将按通道、磁盘架、托架和插槽订购所有备用磁盘。所有将故障或预出现故障的磁盘作为托架配对磁盘的选定备用磁盘都将从考虑对象中删除。然后、它会估算拓扑中每个故障点(包括每个机层)的"负载"。具有两个备用磁盘的托架的优先级高于具有一个备用磁盘和一个已用磁盘的托架。然后、Data ONTAP会分配磁盘、尽可能在所有故障点均匀分布磁盘、并在通道、磁盘架和托架之间交替使用选定磁盘。

如果系统中的备用磁盘数量较少、则Data ONTAP无法避免将托架中的两个磁盘分配到同一个RAID组。如果发生这种情况、则会在添加聚合后启动后台进程、该进程会执行一系列磁盘复制操作来重新排列现有RAID组中的磁盘、以避免一个托架中的两个磁盘位于同一RAID组中。

► 备用选择参数和选项

聚合创建和添加命令可接受某些输入参数、这些参数可用于指定在选择备用磁盘期间必须考虑的磁盘属性值。在创建或添加聚合期间、用户应为这些参数中尽可能多的参数指定值、以确保选择所需的一组磁盘。这些参数如下：

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

除了这些参数之外、备用磁盘选择行为还取决于磁盘类型混合选项和RPM混合选项的值。如果将这些选项设置为值、可能会出现意外的备用磁盘选择。例如、在Data ONTAP 8.1及更早版本中、默认情况下允许混用磁盘类型、这可能会导致选择意外的磁盘类型、即使 '-T' 明确使用该选项指定磁盘类型也是如此。例如、如果允许混用磁盘类型、则Data ONTAP会将FCAL和SAS磁盘视为同一磁盘类型组("SA")的一部分、因此类似的命令 '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数量的FCAL磁盘也是如此。这是因为FCAL和SAS磁盘在磁盘类型方面是等同的、因此磁盘的选择是根据RPM、校验和类型、大小、拓扑等其他磁盘属性来进行的。 这可能会使SAS磁盘优先于FCAL磁盘。如果需要严格实施磁盘类型、则应禁用磁盘类型混合选项。

与强制实施磁盘类型类似、RPM混合选项可控制基于RPM选择磁盘。如果需要严格实施RPM、则应禁用这些选项。

► 使用"-disklist"选项进行备用选择

聚合创建和添加命令提供了一个 '-d' 接受以空格分隔的备用磁盘列表的选项。Data ONTAP会检查此列表以确保磁盘具有兼容的磁盘类型、RPM、校验和类型和池值、然后使用指定磁盘执行创建或添加操作。对于创建未镜像聚合、Data ONTAP会检查磁盘列表中的磁盘是否属于同一个池且具有相同的RPM值。要向未镜像聚合添加磁盘、Data ONTAP会检查磁盘列表中的磁盘是否属于同一个池、并且具有与聚合中的主流RPM相同的RPM值。如果这些检查失败、Data ONTAP将拒绝磁盘列表并使命令失败。可以使用 '-f/-force' 选项覆盖此行为—如果随 '-f' 选项一起指定了磁盘列表、则Data ONTAP会忽略RPM和池检查的结果、从而允许不同池中具有不同RPM的磁盘出现在同一聚合中。

要创建SyncMirror聚合或向该聚合添加磁盘、Data ONTAP要求指定两个磁盘列表、每个池一个。  '-f' 此处也可以使用此选项来覆盖RPM和池检查。

► 示例

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

选择的磁盘类型取决于磁盘类型混合选项的值。如果允许混用磁盘类型、则FCAL和SAS磁盘会被视为具有组磁盘类型SAS、因此它们会一起计数。Data ONTAP会选择磁盘数量最多的磁盘类型。假设所有磁盘都具有相同的校验和类型、则会选择磁盘类型SAS (10个FCAL + 10个SAS磁盘= 20个磁盘、组磁盘类型为SAS与10个磁盘、组磁盘类型为ATA)。在组磁盘类型为SAS的磁盘集中、Data ONTAP最终可能会选择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、预置零状态和存储拓扑。

如果不允许混用磁盘类型、则会单独考虑这三种磁盘类型。由于这三种磁盘类型都具有相同数量的磁盘、因此Data ONTAP会按照 为新聚合创建选择备用磁盘 部分中列出的顺序来选择磁盘类型。SAS在列表中的排名高于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 AZCS磁盘和8个FCAL BCS磁盘的系统上、用户执行命令 'aggr create <aggrname> 5'. Data ONTAP为创建聚合选择哪个磁盘类型和校验和类型？

首先按校验和类型进行选择、然后按磁盘类型和计数进行选择。Data ONTAP首先考虑的是会校验和的磁盘、并计算每种磁盘类型的磁盘数。由于总共只有4个ZCS校验和磁盘、并且用户需要5个磁盘、因此我们继续到下一个校验和类型—BCS。校验和类型为BCS的6个SATA磁盘和8个FCAL磁盘。Data ONTAP会选择磁盘数较多的磁盘类型- FCAL。如果SATA和FCAL磁盘的数量相等、则会按 为新聚合创建选择备用磁盘 部分中列出的顺序选择磁盘类型、因此会选择SATA。在这两种情况下、选择的校验和类型均为BCS。

未镜像聚合中的某个磁盘发生故障、Data ONTAP必须选择一个备用磁盘来替换它。聚合中的其他磁盘的类型为FCAL、校验和BCS、10K RPM和Pool0。可用的备用磁盘如下：

1. 组1—磁盘类型FCAL、校验和BCS、RPM 15K、Pool1
2. 第2组-磁盘类型SATA、校验和BCS、RPM 7.2K、Pool1
3. 第3组-磁盘类型SAS、校验和BCS、RPM 15K、Pool0

Data ONTAP会从哪组磁盘中选择替代磁盘？

在这种情况下、没有与故障磁盘完全匹配的备用磁盘、因为任何备用磁盘都不具有所需的所有属性。Data ONTAP首先确定磁盘类型匹配的备用磁盘。假设系统允许混用磁盘类型、则Data ONTAP会将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备用磁盘均视为适合替代磁盘类型。Data ONTAP会尝试从这组磁盘中找到一个合适的备用磁盘、以使用前面列出的变体来替换故障磁盘：

1. 不同的RPM、相同的池
2. RPM相同、池不同
3. 不同的RPM、不同的池

查看变体列表、组3中的磁盘与列表中的变体1匹配-不同的RPM、相同的池。因此、Data ONTAP将从组3中选择一个替代磁盘。在此示例中、如果组3中的磁盘不存在、则Data ONTAP将转到列表中的变体3 -不同的RPM、不同的池-并从组1中选择一个磁盘。

如果在系统上禁用了磁盘类型混合、则Data ONTAP会考虑FCAL和SAS磁盘在磁盘类型方面有所不同、并且只考虑适合替换故障磁盘的FCAL备用磁盘。因此、它会从组1中的可用FCAL备用磁盘中选择一个替代磁盘。

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