适用于本地连接存储的ONTAP Select软件 RAID 配置服务
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软件 RAID 是在ONTAP软件堆栈内实施的 RAID 抽象层。它提供的功能与传统ONTAP平台（例如FAS）中的 RAID 层相同。RAID层执行驱动器奇偶校验计算，并针对ONTAP Select节点中的单个驱动器故障提供保护。
除了硬件 RAID 配置之外， ONTAP Select还提供了软件 RAID 选项。在某些环境中，例如在小型商用硬件上部署ONTAP Select时，硬件 RAID 控制器可能不可用或不合适。软件 RAID 扩展了可用的部署选项，使其涵盖此类环境。要在您的环境中启用软件 RAID，请记住以下几点：
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它可通过 Premium 或 Premium XL 许可证获得。
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它仅支持ONTAP根磁盘和数据磁盘的 SSD 或 NVMe（需要 Premium XL 许可证）驱动器。
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它需要一个单独的系统磁盘作为ONTAP Select VM 启动分区。
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选择一个单独的磁盘（SSD 或 NVMe 驱动器），为系统磁盘（多节点设置中的NVRAM、Boot/CF 卡、Coredump 和 Mediator）创建数据存储。
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本地连接存储的软件 RAID 配置
使用软件 RAID 时，理想情况下没有硬件 RAID 控制器，但是，如果系统确实有现有的 RAID 控制器，则必须遵守以下要求：
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您必须禁用硬件 RAID 控制器，以便磁盘可以直接呈现给系统（JBOD）。通常，您可以在 RAID 控制器 BIOS 中进行此更改。
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或者，硬件 RAID 控制器应处于 SAS HBA 模式。例如，某些 BIOS 配置除了 RAID 之外还允许使用“AHCI”模式，您可以选择启用 JBOD 模式。这将启用直通功能，以便物理驱动器在主机上可以按原样显示。
根据控制器支持的最大驱动器数量，可能需要额外的控制器。在 SAS HBA 模式下，请确保 I/O 控制器 (SAS HBA) 至少支持 6Gbps 的速度。不过， NetApp建议使用 12Gbps 的速度。
不支持任何其他硬件 RAID 控制器模式或配置。例如，某些控制器允许 RAID 0 支持，这可以人为地启用磁盘直通功能，但其后果可能不堪设想。支持的物理磁盘（仅限 SSD）大小在 200GB 到 16TB 之间。
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管理员需要跟踪ONTAP Select VM 正在使用的驱动器，并防止在主机上无意中使用这些驱动器。 |
ONTAP Select虚拟磁盘和物理磁盘
对于使用硬件 RAID 控制器的配置，物理磁盘冗余由 RAID 控制器提供。ONTAPONTAP Select会提供一个或多个 VMDK， ONTAP管理员可以从中配置数据聚合。这些 VMDK 以 RAID 0 格式进行条带化，因为ONTAP软件 RAID 冗余、低效且低效，这是由于硬件级别提供的弹性造成的。此外，用于系统磁盘的 VMDK 与用于存储用户数据的 VMDK 位于同一数据存储中。
使用软件 RAID 时， ONTAP Deploy 会向ONTAP Select提供一组 VMDK 和物理磁盘原始设备映射 [RDM]（用于 SSD）以及直通或 DirectPath IO 设备（用于 NVMe）。
下图更详细地展示了这种关系，突出显示了用于ONTAP Select VM 内部的虚拟化磁盘与用于存储用户数据的物理磁盘之间的区别。
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ONTAP Select软件 RAID：使用虚拟化磁盘和 RDM*
系统磁盘 (VMDK) 位于同一数据存储区和同一物理磁盘上。虚拟NVRAM磁盘需要快速且耐用的介质。因此，仅支持 NVMe 和 SSD 类型的数据存储区。
系统磁盘 (VMDK) 位于同一数据存储区和同一物理磁盘上。虚拟NVRAM磁盘需要快速且耐用的介质。因此，仅支持 NVMe 和 SSD 类型的数据存储区。使用 NVMe 驱动器存储数据时，出于性能考虑，系统磁盘也应为 NVMe 设备。在全 NVMe 配置中，英特尔傲腾卡是系统磁盘的理想选择。
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在当前版本中，无法进一步跨多个数据存储库或多个物理驱动器分离ONTAP Select系统磁盘。 |
每个数据磁盘分为三部分：一个小的根分区（条带）和两个大小相等的分区，从而创建在ONTAP Select虚拟机中可见的两个数据磁盘。分区使用根数据 (RD2) 模式，如下图所示，分别针对单节点集群和高可用性 (HA) 对中的节点。
`P`表示奇偶校验驱动器， `DP`表示双奇偶校验驱动器，并且 `S`表示备用硬盘。
单节点集群的 RDD 磁盘分区
多节点集群（HA 对）的 RDD 磁盘分区
ONTAP软件 RAID 支持以下 RAID 类型：RAID 4、RAID-DP 和RAID-TEC。这些是FAS和AFF平台使用的相同 RAID 结构。对于根配置， ONTAP Select仅支持 RAID 4 和 RAID-DP。当使用RAID-TEC进行数据聚合时，整体保护是 RAID-DP。ONTAPONTAP Select HA 使用无共享架构，将每个节点的配置复制到另一个节点。这意味着每个节点都必须存储其根分区及其对等节点根分区的副本。数据磁盘有一个根分区。这意味着数据磁盘的最小数量取决于ONTAP Select节点是否属于 HA 对。
对于单节点集群，所有数据分区都用于存储本地（活动）数据。对于属于 HA 对的节点，一个数据分区用于存储该节点的本地（活动）数据，另一个数据分区用于镜像来自 HA 对等节点的活动数据。
直通 (DirectPath IO) 设备与原始设备映射 (RDM)
ESX 和 KVM 虚拟机管理程序不支持将 NVMe 磁盘用作原始设备映射 (RDM)。要允许ONTAP Select直接控制 NVMe 磁盘，您必须在 ESX 或 KVM 中将这些驱动器配置为直通设备。将 NVMe 设备配置为直通设备时，需要服务器 BIOS 支持，并且可能需要重新启动主机。此外，每个主机可分配的直通设备数量存在限制，具体数量可能因平台而异。但是， ONTAP Deploy 将此限制为每个ONTAP Select节点 14 个 NVMe 设备。这意味着 NVMe 配置以牺牲总容量为代价，提供了非常高的 IOP 密度 (IOPs/TB)。或者，如果您需要具有更大存储容量的高性能配置，建议的配置是：较大的ONTAP Select VM 大小、用于系统磁盘的 INTEL Optane 卡以及用于数据存储的一定数量的 SSD 驱动器。
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为了充分利用 NVMe 性能，请考虑较大的ONTAP Select VM 大小。 |
直通设备和 RDM 之间还有一个区别。RDM可以映射到正在运行的虚拟机。直通设备需要重新启动虚拟机。这意味着任何 NVMe 驱动器更换或容量扩展（驱动器添加）过程都需要重新启动ONTAP Select虚拟机。驱动器更换和容量扩展（驱动器添加）操作由ONTAP Deploy 中的工作流驱动。ONTAPONTAP管理单节点集群的ONTAP Select重新启动以及 HA 对的故障转移/故障恢复。但是，务必注意使用 SSD 数据驱动器（无需ONTAP Select重新启动/故障转移）和使用 NVMe 数据驱动器（需要ONTAP Select重新启动/故障转移）之间的区别。
物理和虚拟磁盘配置
为了提供更简化的用户体验， ONTAP Deploy 会自动从指定的数据存储库（物理系统磁盘）配置系统（虚拟）磁盘，并将其连接到ONTAP Select虚拟机。此操作会在初始设置期间自动执行，以便ONTAP Select虚拟机能够启动。RDM会进行分区，并且会自动构建根聚合。如果ONTAP Select节点属于 HA 对，则数据分区会自动分配给本地存储池和镜像存储池。此分配操作会在集群创建操作和存储添加操作期间自动进行。
由于ONTAP Select VM 上的数据磁盘与底层物理磁盘相关联，因此创建具有大量物理磁盘的配置会对性能产生影响。
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根聚合的 RAID 组类型取决于可用的磁盘数量。ONTAPONTAP会选择合适的 RAID 组类型。如果分配给节点的磁盘数量足够，则使用 RAID-DP；否则，则创建 RAID-4 根聚合。 |
使用软件 RAID 为ONTAP Select虚拟机添加容量时，管理员必须考虑物理驱动器的大小以及所需的驱动器数量。有关详细信息，请参阅"增加存储容量"。
与FAS和AFF系统类似，您只能向现有 RAID 组添加容量相等或更大的驱动器。容量更大的驱动器大小合适。如果您要创建新的 RAID 组，则新 RAID 组的大小应与现有 RAID 组的大小匹配，以确保整体聚合性能不会下降。
将ONTAP Select磁盘与相应的 ESX 或 KVM 磁盘匹配
ONTAP Select磁盘通常标记为 NET xy您可以使用以下ONTAP命令获取磁盘 UUID：
<system name>::> disk show NET-1.1
Disk: NET-1.1
Model: Micron_5100_MTFD
Serial Number: 1723175C0B5E
UID: *500A0751:175C0B5E*:00000000:00000000:00000000:00000000:00000000:00000000:00000000:00000000
BPS: 512
Physical Size: 894.3GB
Position: shared
Checksum Compatibility: advanced_zoned
Aggregate: -
Plex: -This UID can be matched with the device UID displayed in the ‘storage devices’ tab for the ESX host
在 ESXi 或 KVM shell 中，您可以输入以下命令来使给定物理磁盘（由其 naa.unique-id 标识）的 LED 闪烁。
esxcli storage core device set -d <naa_id> -l=locator -L=<seconds>cat /sys/block/<block_device_id>/device/wwid使用软件 RAID 时出现多个驱动器故障
系统可能会遇到多个驱动器同时处于故障状态的情况。系统的行为取决于聚合 RAID 保护和故障驱动器的数量。
RAID4 聚合可承受一个磁盘故障，RAID-DP 聚合可承受两个磁盘故障，而RAID-TEC聚合可承受三个磁盘故障。
如果故障磁盘数量小于该 RAID 类型支持的最大故障数量，并且有备用磁盘可用，则重建过程将自动启动。如果没有备用磁盘可用，则聚合将以降级状态提供数据，直到添加备用磁盘为止。
如果故障磁盘数量超过 RAID 类型支持的最大故障数量，则本地丛会被标记为故障，聚合状态也会降级。数据由位于 HA 配对节点上的第二个丛提供。这意味着，节点 1 的任何 I/O 请求都会通过集群互连端口 e0e (iSCSI) 发送到物理上位于节点 2 上的磁盘。如果第二个丛也发生故障，则聚合会被标记为故障，数据不可用。
必须删除并重新创建发生故障的丛，才能恢复正确的数据镜像。请注意，多磁盘故障导致数据聚合降级，也会导致根聚合降级。ONTAP Select使用根-数据-数据 (RDD) 分区模式将每个物理驱动器拆分为一个根分区和两个数据分区。因此，丢失一个或多个磁盘可能会影响多个聚合，包括本地根聚合或远程根聚合的副本，以及本地数据聚合和远程数据聚合的副本。
在以下示例输出中，发生故障的 plex 被删除并重新创建：
C3111E67::> storage aggregate plex delete -aggregate aggr1 -plex plex1
Warning: Deleting plex "plex1" of mirrored aggregate "aggr1" in a non-shared HA configuration will disable its synchronous mirror protection and disable
negotiated takeover of node "sti-rx2540-335a" when aggregate "aggr1" is online.
Do you want to continue? {y|n}: y
[Job 78] Job succeeded: DONE
C3111E67::> storage aggregate mirror -aggregate aggr1
Info: Disks would be added to aggregate "aggr1" on node "sti-rx2540-335a" in the following manner:
Second Plex
RAID Group rg0, 5 disks (advanced_zoned checksum, raid_dp)
Usable Physical
Position Disk Type Size Size
---------- ------------------------- ---------- -------- --------
shared NET-3.2 SSD - -
shared NET-3.3 SSD - -
shared NET-3.4 SSD 208.4GB 208.4GB
shared NET-3.5 SSD 208.4GB 208.4GB
shared NET-3.12 SSD 208.4GB 208.4GB
Aggregate capacity available for volume use would be 526.1GB.
625.2GB would be used from capacity license.
Do you want to continue? {y|n}: y
C3111E67::> storage aggregate show-status -aggregate aggr1
Owner Node: sti-rx2540-335a
Aggregate: aggr1 (online, raid_dp, mirrored) (advanced_zoned checksums)
Plex: /aggr1/plex0 (online, normal, active, pool0)
RAID Group /aggr1/plex0/rg0 (normal, advanced_zoned checksums)
Usable Physical
Position Disk Pool Type RPM Size Size Status
-------- --------------------------- ---- ----- ------ -------- -------- ----------
shared NET-1.1 0 SSD - 205.1GB 447.1GB (normal)
shared NET-1.2 0 SSD - 205.1GB 447.1GB (normal)
shared NET-1.3 0 SSD - 205.1GB 447.1GB (normal)
shared NET-1.10 0 SSD - 205.1GB 447.1GB (normal)
shared NET-1.11 0 SSD - 205.1GB 447.1GB (normal)
Plex: /aggr1/plex3 (online, normal, active, pool1)
RAID Group /aggr1/plex3/rg0 (normal, advanced_zoned checksums)
Usable Physical
Position Disk Pool Type RPM Size Size Status
-------- --------------------------- ---- ----- ------ -------- -------- ----------
shared NET-3.2 1 SSD - 205.1GB 447.1GB (normal)
shared NET-3.3 1 SSD - 205.1GB 447.1GB (normal)
shared NET-3.4 1 SSD - 205.1GB 447.1GB (normal)
shared NET-3.5 1 SSD - 205.1GB 447.1GB (normal)
shared NET-3.12 1 SSD - 205.1GB 447.1GB (normal)
10 entries were displayed..
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为了测试或模拟一个或多个硬盘故障，请使用 set advanced disk unfail -disk NET-x.y -spare true disk show -broken 最后一个命令的输出应该是空的。 |
虚拟化NVRAM
NetApp FAS系统传统上配备物理NVRAM PCI 卡。该卡是一款高性能卡，包含非易失性闪存，可显著提升写入性能。它通过授予ONTAP立即向客户端确认传入写入的能力来实现这一点。它还可以安排将已修改的数据块移回速度较慢的存储介质，这个过程称为“降级暂存”。
商用系统通常不配备此类设备。因此， NVRAM卡的功能已被虚拟化，并放置在ONTAP Select系统启动磁盘的一个分区中。正因如此，实例的系统虚拟磁盘的放置位置至关重要。