具有 n2 f2 布局的 md RAID10 的容量和容错能力

Question

以下内容来自：Intro to Nested Raid

Linux md 允许您组合“近”和“远”RAID 配置。例如，在 am=2 和 f=2 配置中有四个驱动器（允许的最小值），数据布局如下（省略）。请注意，每个数据块有四个副本！另请注意，我们可以丢失两个驱动器而不会丢失对数据的访问权限。然而，与普通的 RAID-10 相比，我们可以丢失任何两个驱动器，但仍然可以访问所有数据。这比 RAID-10 好得多，在 RAID-10 中我们可以丢失任何单个驱动器，但只能丢失两个驱动器的特定组合。这种特殊的四驱动器“近”和“远”RAID 配置的容量如下。| 容量=(n/2)*单盘容量| 因此，相对于 RAID-10，我们不会获得任何额外的容量，但我们确实可以丢失任何驱动器（在我的书中是一个很大的优势）。

我不知道是否有错误，我真的找不到任何其他提及MD-RAID10 n2 f2 布局的巨大（在我看来）好处的地方 - 能够松散任何两个（从 4 个磁盘中）阵列）驱动器从阵列中取出，而不是标准 RAID10，在标准 RAID10 中，您只能丢失某些磁盘对。这绝对适用于任何 MD RAID10 n2 f2 布局吗？另外，4 磁盘 md raid 10 n2 f2 布局的容量是多少？文章有误，有些评论不同意。

谢谢！

Answer 1

他们是正确的，这样的安排将允许任意两个故障幸存。

“N=2”设置确保前两个复制块位于不同磁盘的等效扇区上。

“F=2”设置确保后两个复制块不与 N=2 个复制块共享磁盘，只要阵列大小达到或超过 N+F 个驱动器。

至于容量数学，文章有错误（见下文）。让我们看几个例子：

一个 4 驱动器 2x2 阵列

• 阵列中共有 4 个驱动器
• 有 2 个“近”的复制品
• 有 2 个“远”副本
• 因此，“条带宽度”为 4 个块。

因此，每个块都被复制四次。容量是单个驱动器的大小。

一个 5 驱动器 2x2 阵列

• 阵列中共有 5 个驱动器
• 有 2 个“近”的复制品
• 有 2 个“远”副本
• 因此，“条带宽度”为 4 个块。

与 4 个驱动器阵列一样，每个块被复制四次。但是，额外的驱动器提供了另一个完整驱动器的块来扩展。容量是两个驱动器的大小。

换个角度说：

鉴于：

• N = 驱动器数量
• R = 每个条带的复制块数
• S = 驱动器大小

容量 = S * ( N - (R-1))

4 驱动器阵列：
N = 4
R = 4
容量 = S ( 4 - (4-1)) = S * (4-3) = S * 1

5 驱动器阵列：
N = 5
R = 4
容量 = S * (5 - (4-1)) = S * (5 - 3) = S * 2

“任何两个都可以失败”条件仅在 N ? R. 事实上，当 R=4 时，任何三个都可能失败。同样，只有当 N ? R。

我必须指出文章本身的一个数学错误。报价：

这种特殊的四驱动器“近”和“远”RAID 配置的容量如下。

Capacity = (n/2) * capacity of single disk

这是不正确的。该2公式中的 应该是复制块的数量。这在 2x2 设置中是 4。图中清楚地展示了这一点，其中“A1”块出现了四次。对于 3-drive 示例，作者是正确的，因为这些公式显示除以 3。

[示例适用于三个磁盘上的两个副本 RAID]

Capacity = 2/3 * capacity of single disk 

md 的手册页进一步支持了这一点：

最后，可以有一个同时包含“near”和“far”副本的数组。如果一个阵列配置有 2 个近副本和 2 个远副本，那么每个块将总共有 4 个副本，每个副本位于不同的驱动器上。这是实现的产物，不太可能具有实际价值。

因此，2×2 RAID 设置将有四个副本。因此，2×2 RAID 的四个驱动器实施将具有单个驱动器的容量。

作者认为近/远 RAID 设置将提供超出正常 R10 的额外保护的论点很弱。保护不是来自近/远设置，而是来自超过 2 个数据复制。

数据被复制 R 次的 RAID 配置最多可以容忍 R-1 次磁盘故障。只要额外的故障设备在已经故障的复制集中，就可以容忍更多故障。这就是 RAID0 设备的镜像对 (R=2) 可以容忍单个驱动器故障的原因。如果 R 等于驱动器的数量 (N)，您可以让除一个之外的所有驱动器发生故障并仍能维持服务。