擦除编码

MinIO 将擦除编码作为提供数据冗余和可用性的核心组件实施。本页介绍 MinIO 擦除编码。

有关 MinIO 如何在生产部署中使用擦除编码的更多信息，请参见可用性和弹性和部署架构。

擦除编码基础

注意

本节中的图表和内容展示了 MinIO 擦除编码操作的简化视图，并不旨在代表 MinIO 的完整擦除编码实现的复杂性。

MinIO 将每个服务器池中的驱动器分组为一个或多个相同大小的 擦除集。

MinIO 在初始化服务器池时确定擦除集的数量和大小的最佳值。在此初始设置之后，您无法修改这些设置。

对于每次写入操作，MinIO 将对象划分为数据和 奇偶校验 分片。

擦除集条带大小决定了部署的最大可能奇偶校验。确定要生成的数据和奇偶校验分片数量的公式为

N (ERASURE SET SIZE) = K (DATA) + M (PARITY)

您可以在 0 和 1/2 个擦除集大小之间设置奇偶校验值。

使用给定奇偶校验设置写入的对象不会在您之后更改奇偶校验值时自动更新。

MinIO 需要至少 K 个任何类型的分片才能读取对象。

此处的值 K 构成了部署的 读取仲裁。因此，擦除集必须至少有 K 个健康的驱动器才能支持读取操作。

MinIO 无法重建丢失了读取仲裁的对象。此类对象可以通过其他方式恢复，例如复制重新同步。

MinIO 需要至少 K 个擦除集驱动器才能写入对象。

此处的值 K 构成了部署的 写入仲裁。因此，擦除集必须至少有 K 个可用的驱动器在线才能支持写入操作。

如果奇偶校验 EC:M 正好是擦除集大小的一半，则 **写入仲裁** 为 K+1

这可以防止出现诸如网络问题将擦除集驱动器的一半与另一半隔离开的脑裂类型场景。

该 K+1 逻辑确保客户端无法将同一对象写入两次 - 一次写入擦除集的每个“一半”。

对于维护 **读取仲裁** 的对象，MinIO 可以使用任何数据或奇偶校验分片来修复损坏的分片。

使用 MinIO 擦除码计算器来探索计划拓扑的可能的擦除集大小和分布。尽可能使用偶数个节点和每个节点的驱动器，以简化拓扑规划和驱动器/擦除集分布的概念化。

对驱动器的独占访问

MinIO **要求** 对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、脚本或人员不应直接对提供给 MinIO 的驱动器或卷或 MinIO 放置在其上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、奇偶校验分片或元数据文件，包括从一个驱动器或节点移动到另一个驱动器或节点。此类操作很可能导致广泛的损坏和数据丢失，超出 MinIO 的修复能力。

设置部署的奇偶校验是在可用性和总可用存储之间取得平衡。较高的奇偶校验值会提高对驱动器或节点故障的弹性，但会以可用存储为代价，而较低的奇偶校验会提供最大的存储空间，但对驱动器/节点故障的容忍度降低。使用 MinIO 擦除码计算器来探索奇偶校验对计划的集群部署的影响。

下表列出了不同擦除码奇偶校验级别对包含 1 个节点和 16 个 1TB 驱动器的 MinIO 部署的影响。

奇偶校验设置对 16 个驱动器 MinIO 集群的影响
奇偶校验	总存储空间	存储比率	读取操作的最小驱动器数	写入操作的最小驱动器数
`EC: 4` (默认)	12 特比字节	0.750	12	12
`EC: 6`	10 特比字节	0.625	10	10
`EC: 8`	8 特比字节	0.500	8	9

位腐烂是存储介质级别随机变化导致的静默数据损坏。对于数据驱动器，它通常是代表数据的电荷衰减或磁取向的结果。这些来源可以从停电期间的小电流尖峰到导致位翻转的随机宇宙射线。由此产生的“位腐烂”可能会导致数据介质上的细微错误或损坏，而不会触发监控工具或硬件。

MinIO 对 HighwayHash 算法的优化实现确保它能够实时捕获和修复损坏的对象。通过在应用程序中、网络上以及内存或驱动器上执行读取时的哈希计算并在写入时验证哈希，从头到尾确保完整性。该实现旨在提高速度，并且可以在英特尔 CPU 的单个核心上实现超过 10 GB/秒的哈希速度。