可用性和弹性

本页从生产角度概述了 MinIO 可用性和弹性的设计和功能。

备注

本页面的内容旨在尽力指导您理解 MinIO 的预期设计以及可用性和弹性背后的理念。它不能取代 MinIO SUBNET 和商业化技术支持(4008-566-339)的功能。它允许在规划 MinIO 部署时与 MinIO工程师团队进行协调。

社区用户可以在 MinIO社区讨论上寻求支持。社区支持只是尽力而为，没有关于响应能力的 SLA。

分布式 MinIO 部署

MinIO 实现纠删码作为核心组件，在驱动器或节点级故障事件期间提供可用性和弹性。

MinIO 将每个对象划分为数据和奇偶校验分片，并将这些分片分布在单个纠删码集合上。

MinIO 使用确定性算法来为给定对象选择纠删码集合。

对于每个唯一的对象命名空间 BUCKET/PREFIX/[PREFIX/...]/OBJECT.EXTENSION ，MinIO 始终选择相同的纠删码集合进行读/写操作。这包括同一对象的所有 versions 。

MinIO 需要读写最低磁盘数来针对纠删码集合执行读取和写入操作。

仲裁取决于为部署配置的奇偶校验。读取仲裁始终等于配置的奇偶校验，这样 MinIO 就可以针对丢失的驱动器数量不超过奇偶校验的任何纠删码集合执行读取操作。

使用默认奇偶校验 EC:4 ，部署可以容忍每个纠删码集合丢失 4（四）个驱动器，并且仍然提供读取操作。

写入仲裁取决于配置的奇偶校验和纠删码集合的大小。

如果奇偶校验小于纠删码集合驱动器数量的 1/2（一半），则写入仲裁等于奇偶校验，并且功能与读取仲裁类似。

MinIO 自动增加写入降级纠删码集合中的对象的奇偶校验，以确保该对象能够满足与健康纠删码集合中的对象相同的:abbr:SLA (服务等级协议)。奇偶校验升级行为提供了额外的风险缓解层，但不能取代修复或更换损坏的驱动器以使纠删码集合恢复到完全健康状态的长期解决方案。

使用默认奇偶校验 EC:4 ，部署可以容忍每个纠删码集合丢失 4 个驱动器，并且仍然提供写入操作。

如果奇偶校验等于纠删码集合驱动器数量的 1/2（一半），则写入仲裁数等于奇偶校验 + 1（一个）以避免由于“脑裂”情况导致数据不一致。

例如，如果纠删码集合中正好有一半的驱动器由于网络故障而被隔离，MinIO 将认为仲裁丢失，因为它无法为写入操作建立 N+1 组驱动器。

永久丢失的驱动器数量多于配置的奇偶校验的纠删码集合已遭受数据丢失。

对于最大奇偶校验配置，如果驱动器损耗等于奇偶校验，则纠删码集合将进入“只读”模式。对于最大纠删码集合大小 16 和最大奇偶校验 8，这将需要丢失 9 个驱动器才会发生数据丢失。

暂时或暂时的驱动器故障（例如由于存储控制器或连接硬件故障）可能会恢复到纠删码集合中的正常操作状态。

MinIO通过在池中对称地“条带化”纠删码集驱动器，进一步减轻了纠删码集故障的风险。

根据节点和驱动器的数量，MinIO会自动计算最佳的编码组大小，其中最大的编码组大小为16。然后，对于每个纠删码集，它会选择跨越池中每个节点的一个驱动器，如果编码组条带大小大于节点数，则循环进行。这种拓扑结构可以提供弹性以应对单个节点或甚至该节点上的存储控制器的损失。

在上述拓扑结构中，池中有 8 个由 16 个驱动器组成、条带化分布在 16 个节点上的编码组。每个节点将分配一个驱动器给每个纠删码集。虽然失去一个节点在技术上会导致 8 个驱动器的损失，但是每个编码组只会失去一个驱动器。这保持了最小磁盘数，尽管存在节点停机的情况下。

每个编码组都独立于同一池中的其他编码组。

如果一个编码组完全降级，MinIO仍然可以执行对其他编码组的读/写操作。

然而，丢失的数据可能会影响依赖于 100% 数据可用性假设的工作负载。此外，每个纠删码集都是完全独立的，因此您无法使用其他纠删码集将数据恢复到完全降级的纠删码集中。您必须使用站点（Site）或桶（Bucket）复制来创建一个适合 BC/DR 的远程部署，以便恢复丢失的数据。

对于多池MinIO部署，每个池都需要至少一个纠删码集来维护读写规定最小的硬盘数以继续执行操作。

如果一个池失去了所有的纠删码集，MinIO将无法确定特定的读写操作是否会路由到该池。因此，MinIO会停止对整个部署的所有输入输出，即使其他池仍然可操作。

要恢复对部署的访问，管理员必须将池恢复到正常运行状态。这可能需要格式化磁盘、更换硬件或更换节点，具体取决于故障的严重程度。请查看硬件故障和恢复办法以获取更完整的文档。

使用复制的遥控器将丢失的数据恢复到部署中。存储在健康池中的所有数据都安全地保存在磁盘上。

Exclusive access to drives

MinIO 要求专有对提供给对象存储的驱动器或卷的访问。其他任何进程、软件、脚本或人员都不得直接对提供给MinIO的驱动器或卷执行任何操作，也不得对MinIO放置在其上的对象或文件执行操作。

除非由MinIO工程部门指导，否则不要使用脚本或工具直接修改、删除或移动提供给MinIO的驱动器上的任何数据片段、校验片段或元数据文件，包括从一个驱动器或节点移动到另一个驱动器或节点。这些操作很可能会导致广泛的数据损坏和丢失，超出了MinIO的修复能力。

在 MinIO 部署中，为确保业务连续性和灾难恢复（BC/DR），MinIO 实施站点复制作为主要措施，以防止小规模和大规模数据丢失。

由于短暂或持续的停机而导致部分或全部数据丢失的站点，MinIO 复制可以自动 heal 。

一旦所有数据同步完成，您可以恢复该站点的正常连接。根据复制滞后量、站点之间的延迟和整体工作量 I/O ，您可能需要暂时停止写操作，以允许站点完全赶上。

如果对等站点完全失败，您可以将该站点从配置中完全删除。负载均衡器配置也应该删除该站点，以避免将客户端请求路由到离线站点。

然后，您可以通过将其添加回站点复制配置来恢复对等站点，无论是修复原始硬件还是完全替换它。 MinIO 在持续复制新数据的同时自动开始重新同步现有数据。

在重新同步期间，站点可以通过将 GET/HEAD 请求代理到健康的对等站点来继续处理操作。

客户端从第一个对等站点接收结果以返回所请求对象的任何版本。

PUT 和 DELETE 操作使用常规复制过程进行同步。 LIST 操作不代理，并要求客户端专门针对健康的同行发布它们。