TrueNAS磁盘扩容(VDEV 和 RAID 技术)

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TrueNAS磁盘扩容(VDEV 和 RAID 技术)

2024-07-11 09:00| 来源: 网络整理| 查看: 265

目录 背景扩容前准备扩容有风险安装新的硬盘到卡槽扩容测试一个VDEV两个VDEV 正式扩容关于Raid总结

背景

    这几天将原来windows服务器上的文件拷贝到新做好的TrueNAS上,发现磁盘满了,服务器上还有硬盘卡槽,就新买了12块盘,准备扩容。 在这里插入图片描述

扩容前准备 扩容有风险

    其实给 TrueNAS 扩容可能会有一些风险,这是因为扩容涉及到数据存储和磁盘管理,如果不小心操作可能会导致数据丢失或系统损坏。     在扩大存储池或卷的大小时,如果没有正确地将数据从一个位置移动到另一个位置,就有可能丢失数据。例如,在将磁盘添加到存储池或卷时,如果没有正确地分配磁盘空间,就有可能覆盖现有数据或使数据无法访问。     如果在扩容过程中断电、断网或出现其他错误,可能会导致文件系统损坏。这可能会导致数据损坏或无法访问。或者如果正在使用的磁盘已经损坏,扩容可能会加重磁盘负载,并导致更多的磁盘故障。

安装新的硬盘到卡槽

红框中是将要新增硬盘的卡槽(硬盘都是用螺丝固定在卡槽上的) 在这里插入图片描述 一定记得装好之后将所有卡槽推进去,灯全亮 在这里插入图片描述

扩容测试

    其实在第一次安装完Truenas系统之后,在进行存储池设置的时候,也就是拷贝数据之前我是进行过扩容测试的,再正式说扩容之前,先说下关于简单说下VDEVs,后面会详细介绍。

    VDEVs (Virtual Device)是组成存储池的基本构建块,在 TrueNAS 中,可以通过组合不同类型的 VDEVs 来创建存储池,并根据需求配置数据保护和性能。存储池是由一个或多个 VDEVs 组成的逻辑存储单元。创建存储池时,可以选择将多个 VDEVs 组合在一起以扩展存储容量或增加数据冗余。过在存储池中使用不同类型的 VDEVs,可以配置数据保护级别,确保数据的安全性和可靠性。例如,可以使用镜像 VDEVs 实现数据完全镜像,或者使用 RAIDZ VDEVs 实现数据条带化和冗余。 在前面一篇博客中有讲过存储池和数据集,现在又来了一个VDEVs,它们之前什么关系呢?

    存储池就像是整个房子一样。它是一个大的容器,用于存放所有的数据。存储池可以由一个或多个 VDEVs 组成,就像一个房子可以由不同的房间构成。VDEVs 就好比房子中的房间。每个 VDEV 是存储池中的一个独立子集,可以包含物理磁盘、文件、分区等不同类型的存储设备。这些房间(VDEVs)可以独立地进行管理和配置,就像房子中的各个房间可以分别装修和布置。

    数据集可以比喻为房间里的抽屉。每个数据集都是存储池中的一个逻辑单元,用于组织和存储特定类型的数据。就像在房间里使用抽屉来整理和存放物品一样,数据集更好地组织和管理存储池中的数据。

    也就是一个存储池可以包含多个 VDEVs,而每个 VDEVs 可以包含多个数据集。

    如果这样还不是很好理解,就看下面的例子

创建存储池 在这里插入图片描述 选择硬盘之后此处默认会有一个数据VDev点击箭头添加硬盘,选择Raid类型点击创建,我这里选择的是RAIDZ3 在这里插入图片描述 这里来说一下一个VDEVs和两个VDEVs的区别

一个VDEV

在这里插入图片描述     可以看到上面的单个磁盘大小显示的是12.73T,实际上硬盘是14T,这里显示12.37T的原因可能是启用了空间保留功能,保留一些磁盘空间作为写入缓存,以提高数据写入性能。启用此功能后,TureNAS 将显示可用空间小于实际物理容量。在某些情况下,空间保留也可以防止空间耗尽,从而导致系统崩溃。

    另外这里需要注意,TureNAS 采用ZFS 文件系统格式,在使用 ZFS 文件系统时,一个池中的所有设备必须具有相同的容量,因此如果池中有一个容量较小的设备,它将限制整个池的容量。所以买盘的时候尽量选择大小一致的盘。

    另外,ZFS 还需要一些空间用于元数据和磁盘块分配。在 TureNAS 中,ZFS 还会保留一定的空间作为快照。这些因素都可能导致总可用空间小于设备的实际容量。

    再来简单说下RAIDZ3 (后面也还会再介绍)。RAIDZ3 是一种基于 ZFS 文件系统的磁盘阵列技术,它提供了比传统 RAID 类型更高的容错能力。在 RAIDZ3 中,每个 stripe 组包含一个或多个数据块和三个纠错编码块(parity block)。三个纠错编码块中的任何一个都可以恢复任意单个硬盘的数据,这意味着在 RAIDZ3 中可以同时容忍任意三个硬盘的故障。在具有 N 个硬盘的 RAIDZ3 阵列中,N - 3 块硬盘用于存储数据,而剩余的3块硬盘用于保存纠错编码块。如果使用 12 块 14T 的硬盘划分为一个 RAIDZ3 VDEV,则将有 9 块硬盘用于存储数据,而剩下的 3 块硬盘用于存储纠错编码。

    现在来算一下RAIDZ3 单个 VDEV 情况:

磁盘大小:12.73T(按照上图中给的数据)RAIDZ3,VDEVs 数量为 1Total raw Capacity 为 114.58T

对于单个 VDEV 的情况,有 12.73T 的每块磁盘,减去 3 个用于纠错编码的磁盘,剩下 9个 用于数据存储。因此,总的原始容量为:

12.73 * 9= 114.57T(四舍五入可能就成114.58T)

两个VDEV

在这里插入图片描述

    经过上面的分析,现在算一下有两个 VDEVs 情况。     如果使用两个 RAIDZ3 VDEVs,要将磁盘分成两组,每组 6 块硬盘。每组中3 个用于纠错编码的磁盘,剩下 3* 12.73T = 38.19T 可用于数据存储。     两组的总容量:38.19*2=76.38T(四舍五入可能就成76.39T)

    根据标准的 RAIDZ3 计算方式,单个 VDEV 的总原始容量是 114.58T,而两个 VDEV 的总原始容量是76.38T。可以看出每一个VDEV都是单独的个体,都有单独的纠错编码盘。

    在 ZFS 存储池中,每个 VDEV 都会应用 ZFS 的数据完整性保护机制,如校验和和镜像等。

    选择更多的 VDEV 可以增加存储池的总体可靠性和冗余性,因为数据可以分布在多个磁盘上,并且可以通过镜像或者 RAID-Z 等方式实现数据冗余和纠错功能。这意味着即使某个 VDEV 中的某个磁盘发生故障,存储池仍然可以继续运行,并且不会丢失数据。

    然而,选择更多的 VDEV 也会导致存储池的存储容量减少,因为一部分空间被用于实现冗余和纠错。因此,在选择 VDEV 数量时,需要权衡存储容量、性能和可靠性之间的关系。

    总的来说,选择更多的 VDEV 可以提高存储池的安全性和可靠性,但会牺牲一定的存储容量。如果重视数据可靠性和冗余性,选择多个 VDEV 是一个不错的选择。

    后面拷贝数据进行了 一下测试,没有问题

正式扩容

1、将新磁盘添加到池(显示的14块,除了12块新硬盘,还有之前放进去的两个固态,用来做读缓存用的) 在这里插入图片描述

2、选择现有池 在这里插入图片描述

3、数据–布局仍然使用RAIDZ3,12块,一个VDEVs(注意这里是一个新的VDEVs)

    在 ZFS 中,一个 VDEV 的大小是在创建时确定的,无法像传统的 RAID 那样动态地扩展。因此,在扩展存储池容量时,通常需要添加一个新的 VDEV 来实现。

    当向现有池添加新的存储设备时,无法将这些设备直接附加到现有的 VDEV 上,因为每个 VDEV 的大小和配置在创建时就已经确定了。ZFS 的设计理念是确保数据的完整性和可靠性,因此在扩展存储池时,最常见的做法是添加一个新的 VDEV,并将其加入到存储池中以增加总的存储容量。

在这里插入图片描述

4、缓存(仍然使用固态两块) 在这里插入图片描述

5、Review

在这里插入图片描述

关于Raid

    在 TrueNAS 中,可以根据自己的需求选择合适的存储模式来配置存储系统。不同的存储模式提供了不同的容错能力和性能特点,用户可以根据自己的需求进行选择。

条带模式(Stripe):

    每个磁盘都用于存储数据,没有数据冗余。最少需要一个磁盘,但是如果其中一个磁盘损坏,整个数据集将会丢失。这种模式在性能方面表现最佳,但数据最不安全,不适合存储关键数据。

镜像 (Mirror):

    每个磁盘中的数据都是相同的,提供了最高级别的冗余。至少需要两个磁盘来创建镜像,但容量利用率较低。

RAID-Z:

    使用一个磁盘进行奇偶校验,而其他磁盘存储数据。至少需要三个磁盘。RAID-Z 提供了一定程度的冗余,最多允许损坏1块硬盘数据仍能安全存储。

RAID-Z2:

    使用两个磁盘进行奇偶校验,而其他磁盘存储数据。至少需要四个磁盘。RAID-Z2 提供了更高级别的冗余,最多允许损坏2块硬盘数据仍能安全存储。

RAID-Z3:

    使用三个磁盘进行奇偶校验,而其他磁盘存储数据。至少需要五个磁盘。RAID-Z3 提供了最高级别的冗余,最多允许损坏3块硬盘数据仍能安全存储。

总结

    本文主要介绍了如何在 TrueNAS 中进行磁盘扩容,并在此过程中提到了 VDEV 类型和 RAID 技术。磁盘扩容是指向现有存储系统添加更多的磁盘空间,以增加总容量和满足不断增长的存储需求。在 TrueNAS 中,可以选择不同的 VDEV 类型,如条带式、镜像、RAID-Z 等,来组合磁盘以创建存储池,并通过添加新的 VDEV 来实现磁盘扩容。这样可以有效地平衡性能、容量和冗余需求,提供稳定可靠的存储解决方案。



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