核心操作概念
MinIO 部署的组件有哪些?
MinIO 部署由一组存储和计算资源组成,这些资源运行一个或多个 minio server
节点,这些节点共同充当单个对象存储库。
MinIO 的独立实例包含一个单一的服务器池,其中只有一个 minio server
节点。独立实例最适合用于初始开发和评估。
MinIO 部署可以直接在物理设备上运行,处于 bare metal
或非虚拟化基础设施中。或者,MinIO 可以在云服务上的虚拟机中运行,例如使用 Docker、Podman 或 Kubernetes。MinIO 可以本地运行、在私有云中运行,或者在市场上提供的众多公共云中的任何一个中运行。
设计、架构和构建系统的方式被称为系统的 topology
。
MinIO 支持哪些系统拓扑?
MinIO 可以部署到三种类型的拓扑中。
分布式 MinIO 部署是如何工作的?
分布式部署利用了多个物理或虚拟机的计算和存储资源。在现代情况下,这通常意味着在私有云或公共云环境中运行 MinIO,例如使用 Amazon Web Services、Google Cloud Platform、Microsoft Azure 平台或许多其他平台。
MinIO 如何管理多个虚拟或物理服务器?
虽然测试 MinIO 可能只需要一台计算机上的一个驱动器,但大多数生产 MinIO 部署使用多个计算和存储设备来创建高可用性环境。服务器池是一组 minio server
节点,它们将驱动器和资源集中在一起,以支持对象存储写入和检索请求。
MinIO 支持为水平扩展将一个或多个服务器池添加到现有 MinIO 部署中。当 MinIO 有多个服务器池可用时,单个对象始终写入同一服务器池中的同一擦除集。
如果一个服务器池出现故障,MinIO 会暂停对所有池的 I/O,直到集群恢复正常运行。您必须将该池恢复到工作状态才能恢复对该部署的 I/O。写入其他池的对象在您执行修复操作时会安全地保存在磁盘上。
传递给 minio server
命令的 HOSTNAME
参数代表一个服务器池。
考虑以下示例启动命令,它创建一个包含 4 个 minio server
节点的服务器池,每个节点包含 4 个驱动器,总共 16 个驱动器。
minio server https://minio{1...4}.example.net/mnt/disk{1...4}
| Server Pool |
在同一 minio server
启动命令中启动服务器池,可以使所有服务器池对等节点相互感知。
有关完整语法和用法的详细信息,请参阅 minio server
。
MinIO 如何将多个服务器池链接到一个 MinIO 集群中?
集群指的是整个 MinIO 部署,包含一个或多个服务器池。
考虑以下命令,它创建一个由两个服务器池组成的集群,每个服务器池包含 4 个 minio server
节点,每个节点包含 4 个驱动器,总共 32 个驱动器。
minio server https://minio{1...4}.example.net/mnt/disk{1...4} \
https://minio{5...8}.example.net/mnt/disk{1...4}
| Server Pool |
每个服务器池包含一个或多个 擦除集,具体取决于池中驱动器和节点的数量。
MinIO 强烈建议生产集群在服务器池中至少包含 4 个 minio server
节点,以确保适当的高可用性和持久性保证。
我可以更改现有 MinIO 部署的大小吗?
MinIO 分布式部署 支持扩展和停用,作为增加或减少可用存储空间的功能。
扩展包括将一个或多个 服务器池 添加到现有部署中。每个服务器池包含专用节点和存储空间,这些节点和存储空间会为部署的总体容量做出贡献。创建服务器池后,您无法更改其大小,但您可以随时通过添加或停用池来添加或删除容量。
有关详细信息,请参阅 扩展 MinIO 租户。
对于具有多个服务器池的部署,您可以 停用 较旧的池,并将该数据迁移到部署中的较新的池。停用操作一旦开始,便无法停止。MinIO 旨在将停用功能用于删除具有老旧硬件的旧池,而不是作为在任何部署中定期执行的操作。
在停用和添加时,请维护池顺序。
如果您在多池部署中停用了一个池,则无法对新池使用相同的节点序列。例如,考虑以下池的部署
https://minio-{1...4}.example.net/mnt/drive-{1...4}
https://minio-{5...8}.example.net/mnt/drive-{1...4}
https://minio-{9...12}.example.net/mnt/drive-{1...4}
如果您停用 minio-{5...8}
池,则无法添加具有相同节点编号的新池。您必须在 minio-{9...12}
之后添加新池。
https://minio-{1...4}.example.net/mnt/drive-{1...4}
https://minio-{9...12}.example.net/mnt/drive-{1...4}
https://minio-{13...16}.example.net/mnt/drive-{1...4}
如何管理一个或多个 MinIO 实例或集群?
有多种方法可以管理您的 MinIO 部署和集群。
如何管理 MinIO 部署中的对象分布?
MinIO 通过将新对象(即没有现有版本的对象)写入可用池中具有最多可用空间的服务器池来优化跨可用池的对象存储,与所有可用服务器池上的总可用空间相比。MinIO 不会执行将对象从旧池重新平衡到新池的昂贵操作。相反,新对象通常会路由到新池,因为它具有最多的可用空间。随着该池的填充,新的写入操作最终会在部署中的所有池之间平衡。有关写入首选项计算逻辑的详细信息,请参阅以下 写入文件。
扩展后,在所有池之间重新平衡数据是一项昂贵的操作,需要扫描整个部署并将对象在池之间移动。这可能需要很长时间才能完成,具体取决于要移动的数据量。
从 MinIO Client 版本 RELEASE.2022-11-07T23-47-39Z 开始,您可以使用 mc admin rebalance
手动启动跨所有服务器池的重新平衡操作。
重新平衡不会阻塞正在进行的操作,并且会与所有其他 I/O 并行运行。这可能会导致定期操作的性能降低。请考虑在非高峰时段安排重新平衡操作,以避免影响生产工作负载。您可以随时启动和停止重新平衡操作。
如何将对象上传到 MinIO?
您可以使用任何与 S3 兼容的 SDK 将对象上传到 MinIO 部署。每个 SDK 都会执行相当于 PUT 操作的操作,该操作会将对象传输到 MinIO 以供存储。
MinIO 还实现了对 分块上传 的支持,客户端可以将对象拆分为多个部分,以提高传输的吞吐量和可靠性。MinIO 会重新组装这些部分,直到获得一个完整的对象,然后将该对象存储在指定的路径中。
MinIO 如何提供可用性、冗余性和可靠性?
MinIO 使用 擦除编码 来实现数据冗余和可靠性
MinIO 擦除编码是一种数据冗余和可用性功能,它允许具有多个驱动器的 MinIO 部署在集群中丢失多个驱动器或节点的情况下自动实时重建对象。与 RAID 或复制等相邻技术相比,擦除编码提供了对象级 修复,并且开销明显更低。
MinIO 实现位腐烂修复来保护静止数据
位腐烂是指存储设备上可能发生的随机、静默数据损坏。位腐烂损坏不会由用户的任何活动引起,并且系统操作系统本身也没有意识到损坏,无法通知用户或管理员数据更改。
位腐烂的一些常见原因包括
老化驱动器
电流尖峰
驱动器固件中的错误
幻影写入
错误的读/写操作
驱动程序错误
意外覆盖
MinIO 使用哈希算法来确认对象的完整性。此算法在任何 GET
和 HEAD
对象操作时自动应用。对于版本化存储桶中的对象,PUT
操作也可以触发修复,如果 MinIO 发现版本不一致。如果对象因位腐烂而损坏,MinIO 可以根据该对象奇偶校验分片的可用性自动 修复 对象。
MinIO 还可以使用 MinIO 扫描器 执行位腐烂检查和修复。但是,扫描器位腐烂检查默认情况下是 关闭 的。与位腐烂影响分布在多个驱动器和节点上的多个对象分片的低概率相比,扫描器期间的主动位腐烂修复对性能有很大影响。正常操作期间的自动检查通常足以解决位腐烂问题,MinIO 不建议将扫描器用于此类健康检查。
MinIO 将数据分布在 擦除集 中,以实现高可用性和弹性
擦除集是支持 MinIO 擦除编码 的多个驱动器组。擦除编码提供了存储在 MinIO 部署上的数据的可用性、可靠性和冗余性。
MinIO 将对象分成块——称为 分片——并将它们均匀地分布到擦除集中的每个驱动器中。即使丢失任何单个驱动器,MinIO 也可以继续无缝地处理读写请求。在最高冗余级别,即使丢失部署中最多一半 (\(N / 2\)) 的驱动器,MinIO 也可以在性能影响最小的前提下处理读请求。
MinIO 根据集中的驱动器总数和 minio
服务器的数量来计算服务器池中擦除集的大小和数量。有关详细信息,请参阅 擦除编码基础。
MinIO 自动实时修复损坏或丢失的数据
修复 是 MinIO 在某些事件导致数据丢失后恢复数据的能力。数据丢失可能来自位腐烂、驱动器丢失或节点丢失。
擦除编码 提供了对部分丢失的对象的持续读写访问权限。
对驱动器的独占访问权限
MinIO 需要 对提供用于对象存储的驱动器或卷进行独占访问。任何其他进程、软件、脚本或人员不应对提供给 MinIO 的驱动器或卷或 MinIO 放置在这些驱动器或卷上的对象或文件执行任何直接操作。
除非 MinIO 工程师指示,否则不要使用脚本或工具直接修改、删除或移动提供驱动器上的任何数据分片、奇偶校验分片或元数据文件,包括从一个驱动器或节点到另一个驱动器或节点。此类操作很可能会导致广泛的损坏和数据丢失,超出 MinIO 的修复能力。
MinIO 使用奇偶校验在对象级别写入数据保护
具有多个驱动器的 MinIO 部署将可用的驱动器分为数据驱动器和奇偶校验驱动器。MinIO 擦除编码在写入对象时将有关对象内容的附加哈希信息添加到奇偶校验驱动器。MinIO 使用奇偶校验信息来确认对象的完整性,并在必要时恢复给定驱动器或一组驱动器上的丢失、缺失或损坏的对象分片。
MinIO 可以容忍丢失与擦除集中可用的奇偶校验设备数量相等的驱动器总数,同时仍然提供对对象的完全访问权限。
使用仲裁提供读写功能
必须可用的驱动器数量,才能执行一项任务。MinIO 针对读取数据有一个仲裁,针对写入数据有一个单独的仲裁。
通常,MinIO 要求更高的可用驱动器数量才能维护写入对象的能力,而不是读取对象所需的数量。