副本和EC

副本和EC

存儲系統支持多副本和Erasure Coding數據冗余保護方式，即在多副本和EC故障冗余范圍內，當物理設備出現故障時，數據仍可被正常訪問，并自動恢復故障設備上的數據。

用戶可根據需求靈活選擇數據冗余保護方式，實現數據可靠性和存儲空間利用率的最佳配比。傳統的硬盤級RAID模式將數據存放于單節點內的不同硬盤，當整節點發生故障時，無法有效恢復數據。存儲系統將數據在節點間進行冗余保護或副本構建，有效避免數據丟失。

相同容錯能力下，Erasure Coding比多副本模式的空間利用率高，多副本比Erasure Coding的系統性能好，用戶可根據實際情況選擇存儲池的數據冗余方式。

多副本

存儲系統支持二副本和三副本，實現過程以三副本為例，如圖1-2所示。

圖1-2?多副本的基本原理

當寫入數據時，每個數據構建與之完全相同的兩個副本；

數據和兩個副本分別寫入三個存儲節點中。

表1-2?多副本定義

模式

模式描述

硬盤利用率范圍

模式所需最少節點數

兩副本

每個數據構建1個副本，在服務器安全下，允許任意1個存儲節點，或在機柜級安全下，任意1臺機柜故障而不影響數據完整性。

50%

3

三副本

每個數據構建2個副本，在服務器安全下，允許任意2個存儲節點，或在機柜級安全下，任意2臺機柜故障而不影響數據完整性。

33%

3

兩副本模式時，節點故障后，延遲60分鐘啟動重構。

三副本模式時，節點故障后，延遲7天啟動重構。

Erasure Coding

存儲系統Erasure Coding的保護級別以N+M模式表達，其中，N表示數據分片個數，M表示校驗分片個數。存儲系統支持N+2、N+3、N+4保護級別，保護級別及模式詳情見表1-3。

實現過程以N+2級別（N取值為4）為例進行說明：

當存儲節點個數大于等于N+2時，其基本原理如圖1-3所示。

當存儲節點個數大于等于（N+2）/2同時小于N+2時，以3個存儲節點配置4+2為例進行說明，其基本原理如圖1-4所示。

圖1-3?Erasure Coding的基本原理（4+2級別）

將所存入的數據切分為4個數據分片；

以4個數據分片為一組，通過計算生成2個校驗分片；

再將數據分片和校驗分片以冗余配比的形式寫入到6個存儲節點中。

圖1-4?Erasure Coding的基本原理（4+2:1級別）

將所存入的數據切分為4個數據分片；

以4個數據分片為一組，通過計算生成2個校驗分片；

再將數據分片和校驗分片以冗余配比的形式寫入到3個存儲節點中。

表1-3?保護級別定義

模式

模式描述

硬盤利用率范圍

模式所需最少節點數/機柜數

N+2

每個數據包括N個數據分片和2個通過計算生成的校驗數據。

服務器級安全

節點個數大于等于N+2時，允許同時故障2個存儲節點，或者允許同時故障2塊主存盤。

節點個數大于等于（N+2）/2向上取整且小于N+2時，允許同時故障1個存儲節點，或者允許同時故障2塊主存盤。

機柜級安全

機柜個數大于等于N+2時，允許同時故障2個機柜，或者允許同時故障2個存儲節點。

機柜個數大于等于（N+2）/2向上取整且小于N+2時，或者允許同時故障1個機柜，或者允許同時故障2個存儲節點。

N的范圍為：4、6、8、10、12、14、16、18、20、22

66.66%～91.67%

服務器級安全

最小節點數：（N+2）/2向上取整

機柜級安全

最小機柜數：（N+2）/2向上取整

N+3

每個數據包括N個數據分片和3個通過計算生成的校驗數據。

服務器級安全

節點個數大于等于N+3時，允許同時故障3個存儲節點，或者允許同時故障3塊主存盤（N的范圍為：6、8、10、12、14、16、18、20）。

節點個數大于等于（N+3）/3向上取整且小于N+3時，允許同時故障1個存儲節點，或者允許同時故障3塊主存盤（N的范圍為：6、8、12、14、18、20）。

機柜級安全

機柜個數大于等于N+3時，允許同時故障3個機柜，或者允許同時故障3個存儲節點（N的范圍為：6、8、10、12、14、16、18、20）。

機柜個數大于等于（N+3）/3向上取整且小于N+3時，允許同時故障1個機柜，或者允許同時故障3個存儲節點（N的范圍為：6、8、12、14、18、20）。

66.66%～86.9%

服務器級安全

最小節點數：（N+3）/3向上取整

機柜級安全

最小機柜數：（N+3）/3向上取整

N+4

每個數據包括N個數據分片和4個通過計算生成的校驗數據。

服務器級安全

節點個數大于等于N+4時，允許同時故障4個存儲節點，或者允許同時故障4塊主存盤（N的范圍為：8、10、12、14、16、18、20）。

節點個數大于等于（N+4）/4向上取整且小于N+4時，允許同時故障1個存儲節點，或者允許同時故障4塊主存盤（N的范圍為：8、12、16、20）。

機柜級安全

機柜個數大于等于N+4時，允許同時故障4個機柜，或者允許同時故障4個存儲節點（N的范圍為：8、10、12、14、16、18、20）。

機柜個數大于等于（N+4）/4向上取整且小于N+4時，允許同時故障1個機柜，或者允許同時故障4個存儲節點（N的范圍為：8、12、16、20）。

60%～83.33%

服務器級安全

最小節點數：（N+4）/4向上取整

機柜級安全

最小機柜數：（N+4）/4向上取整

注1：保護級別以N+M模式表達。其中，N表示數據分片個數；M表示校驗分片個數。

注2：同一模式下，N越大，磁盤利用率越高。

N+M模式且節點個數大于等于N+M時，節點故障后，延遲7天啟動重構。

N+M模式且節點個數小于N+M時，節點故障后，延遲60分鐘啟動重構。

其他

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