可用性和弹性

此页面从生产的角度概述了 MinIO 的可用性和弹性设计以及功能。

注意

此页面内容旨在作为了解 MinIO 预期设计和可用性及弹性背后理念的尽力而为指南。它不能替代 MinIO SUBNET 的功能，后者允许在计划 MinIO 部署时与 MinIO 工程团队协调。

社区用户可以在 MinIO 社区 Slack 上寻求支持。社区支持仅基于尽力而为原则提供，并且对响应能力没有任何 SLA。

分布式 MinIO 部署

MinIO 实现擦除编码作为在驱动器或节点级故障事件期间提供可用性和弹性的核心组件。

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一个擦除集中。

MinIO 使用确定性算法为给定对象选择擦除集。

对于每个唯一的对象命名空间 BUCKET/PREFIX/[PREFIX/...]/OBJECT.EXTENSION，MinIO 始终为读/写操作选择相同的擦除集。这包括该同一对象的所有版本。

MinIO 需要读取和写入仲裁才能对擦除集执行读写操作。

仲裁取决于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 就可以对任何未丢失超过奇偶校验数量驱动器的擦除集执行读取操作。

使用默认奇偶校验 EC:4，部署可以容忍每个擦除集丢失 4（四个）个驱动器，并且仍然可以提供读取操作。

写入仲裁取决于配置的校验数据和擦除集的大小。

如果校验数据小于擦除集驱动器数量的 1/2（一半），则写入仲裁等于校验数据，并且功能类似于读取仲裁。

MinIO 会自动增加写入降级擦除集的对象的校验数据，以确保对象能够满足与健康擦除集中的对象相同的 SLA。校验数据升级行为提供了额外的风险缓解层，但不能替代修复或更换损坏驱动器以使擦除集恢复到完全健康状态的长期解决方案。

使用默认校验数据 EC:4，部署可以容忍每个擦除集丢失 4 个驱动器，并且仍然可以提供写入操作。

如果校验数据等于擦除集驱动器数量的 1/2（一半），则写入仲裁等于校验数据 + 1（一），以避免由于“脑裂”场景导致的数据不一致。

例如，如果由于网络故障导致擦除集中恰好有一半的驱动器被隔离，则 MinIO 会认为仲裁丢失，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超过配置的校验数据的擦除集已发生数据丢失。

对于最大校验数据配置，如果驱动器丢失数量等于校验数据，则擦除集进入“只读”模式。对于 16 的最大擦除集大小和 8 的最大校验数据，这将需要丢失 9 个驱动器才会发生数据丢失。

瞬态或临时驱动器故障（例如由于存储控制器或连接硬件故障导致的故障）可能会恢复到擦除集中的正常运行状态。

MinIO 通过在池中的每个节点上对称地“条带化”擦除集驱动器来进一步降低擦除集故障的风险。

MinIO 会根据节点和驱动器的数量自动计算最佳擦除集大小，其中最大集大小为 16（十六）。然后，它为每个擦除集选择每个节点的一个驱动器跨越整个池，如果擦除集条带大小大于节点数量，则循环遍历。此拓扑结构提供了对单个节点甚至该节点上的存储控制器的丢失的弹性。

在上述拓扑结构中，池有 8 个包含 16 个驱动器的擦除集，跨 16 个节点进行条带化。每个节点将为每个擦除集分配一个驱动器。虽然丢失一个节点在技术上会导致丢失 8 个驱动器，但每个擦除集只会丢失一个驱动器。这在节点停机期间仍然保持仲裁。

每个擦除集独立于同一池中的所有其他擦除集。

如果一个擦除集完全降级，MinIO 仍然可以在其他擦除集上执行读/写操作。

但是，丢失的数据仍然可能影响依赖于 100% 数据可用性假设的工作负载。此外，每个擦除集完全独立于其他擦除集，因此您无法使用其他擦除集将数据恢复到完全降级的擦除集。您必须使用站点或存储桶复制来创建 BC/DR 准备就绪的远程部署以恢复丢失的数据。

对于多池 MinIO 部署，每个池都需要至少一个保持读/写仲裁的擦除集才能继续执行操作。

如果一个池丢失所有擦除集，MinIO 将无法再确定给定的读/写操作是否已路由到该池。因此，MinIO 会停止对部署的所有 I/O，即使其他池仍在运行。

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。这可能需要根据故障的严重程度格式化磁盘、更换硬件或更换节点。有关更完整的文档，请参阅硬件故障后的恢复。

使用复制的远程端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。

对驱动器的独占访问

MinIO **需要**对为对象存储提供的驱动器或卷进行独占访问。任何其他进程、软件、脚本或人员都不应直接对提供给 MinIO 的驱动器或卷或 MinIO 在其上放置的对象或文件执行任何操作。

除非 MinIO 工程指示，否则不要使用脚本或工具直接修改、删除或移动提供的驱动器上的任何数据分片、校验数据分片或元数据文件，包括从一个驱动器或节点到另一个驱动器或节点。此类操作极有可能导致广泛的损坏和数据丢失，超出 MinIO 的修复能力。

MinIO 将站点复制作为确保业务连续性和灾难恢复 (BC/DR) 的主要措施，以应对 MinIO 部署中大规模和小规模数据丢失的情况。

MinIO 复制可以自动修复由于瞬态或持续停机导致部分或全部数据丢失的站点。

所有数据同步后，您可以恢复到该站点的正常连接。根据复制延迟、站点之间的延迟和整体工作负载 I/O，您可能需要暂时停止写入操作，以允许站点完全赶上。

如果对等站点完全发生故障，您可以完全从配置中删除该站点。负载均衡器配置也应删除该站点，以避免将客户端请求路由到离线站点。

然后，您可以通过将其重新添加到站点复制配置中来恢复对等站点，无论是修复原始硬件还是完全更换它。MinIO 会自动开始重新同步现有数据，同时持续复制新数据。

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

客户端接收第一个返回请求对象的任何版本的对等站点的结果。

PUT 和 DELETE 操作使用常规复制过程同步。 LIST 操作不会代理，并且要求客户端专门针对健康的对等方发出这些操作。