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核心操作概念

MinIO 部署的组成部分是什么?

MinIO 部署包含一组存储和计算资源,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。

独立的 MinIO 实例包含一个服务器池,其中包含一个 minio server 节点。独立实例最适合初始开发和评估。

MinIO 部署可以直接在 裸机 或非虚拟化基础设施中的物理设备上运行。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 可以在本地、私有云或市场上提供的众多公有云中的任何一个上运行。

您设计、架构和构建系统的方式称为系统的 拓扑结构

MinIO 支持哪些系统拓扑结构?

MinIO 可以部署到三种类型的拓扑结构

  1. 单节点单驱动器,一个 MinIO 服务器,带有一个驱动器或文件夹用于存储数据

    例如,在本地 PC 上使用计算机硬盘驱动器上的文件夹进行测试。

  2. 单节点多驱动器,一个 MinIO 服务器,带有多个挂载的驱动器或文件夹用于存储数据

    例如,一个包含两个或多个挂载卷的单个容器。

  3. 多节点多驱动,多个 MinIO 服务器,具有多个挂载驱动器或卷来存储数据

分布式 MinIO 部署是如何工作的?

分布式部署利用了多台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有云环境中运行 MinIO,例如,在亚马逊网络服务 (AWS)、谷歌云平台 (GCP)、微软 Azure 平台或许多其他平台中运行。

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,这些节点合并其驱动器和资源以支持对象存储写入和检索请求。

MinIO 支持将一个或多个服务器池添加到现有的 MinIO 部署中以进行横向扩展。当 MinIO 可用多个服务器池时,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。您必须将池恢复到工作状态才能恢复对部署的 I/O。在执行修复操作期间,写入其他池的对象会安全地保留在磁盘上。

传递给 HOSTNAME 参数 minio server 命令表示服务器池。

考虑以下示例启动命令,它创建一个包含 4 个 minio server 节点的单个服务器池,每个节点有 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。

有关完整的语法和用法,请参阅 minio server

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。每个服务器池都包含专用的节点和存储空间,这些节点和存储空间有助于提高部署的总容量。创建服务器池后,您无法更改其大小,但您可以通过添加或停用池来随时添加或删除容量。

对于包含多个服务器池的部署,您可以 停用 旧的池并将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移除硬件过时的旧池,而不是作为在任何部署中定期执行的操作。

停用和添加时请保持池顺序

如果您在多池部署中停用了一个池,您不能对新池使用相同的节点序列。例如,考虑一个包含以下池的部署

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}

如果您停用了 minio-{5...8} 池,您不能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?

有多种选择可以管理您的 MinIO 部署和集群

如何管理跨 MinIO 部署的对象分布?

MinIO 通过将新对象(即没有现有版本的对象)写入具有最多可用空间的服务器池(与所有可用服务器池的可用空间总量相比),来优化跨可用池的对象存储。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。随着该池的填满,新的写入操作最终会在部署中的所有池之间实现平衡。有关写入首选项计算逻辑的更多信息,请参阅下面的 写入文件

在扩展后跨所有池重新平衡数据是一项昂贵的操作,它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 客户端版本 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。

重新平衡不会阻止正在进行的操作,并且与所有其他 I/O 并行运行。这可能会导致常规操作的性能下降。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。

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 都执行相当于 PUT 操作的操作,该操作将对象传输到 MinIO 以进行存储。

MinIO 还实现对 分段上传 的支持,其中客户端可以将对象拆分为多个部分,以提高吞吐量和传输可靠性。MinIO 会重新组装这些部分,直到它拥有一个完整的对象,然后将该对象存储在指定路径中。

MinIO 如何提供可用性、冗余性和可靠性?

MinIO 使用 擦除编码 提高数据冗余性和可靠性

MinIO 擦除编码是一种数据冗余性和可用性功能,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,自动动态重建对象。擦除编码以极低的开销提供对象级 修复,其开销远小于 RAID 或复制等相邻技术。

MinIO 实施位腐烂修复以保护静止数据

位腐烂是指存储设备上可能发生的随机、静默的数据损坏。位腐烂损坏不会由用户的任何活动引发,系统操作系统本身也无法识别损坏,无法通知用户或管理员有关数据更改的信息。

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

  • 幽灵写入

  • 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。此算法在对对象执行任何 GETHEAD 操作时会自动应用。对于版本化存储桶中的对象,PUT 操作也可以触发修复,前提是 MinIO 识别出版本不一致。如果对象因位腐烂而损坏,MinIO 可以根据对象奇偶校验分片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可能性很低相比,扫描器期间的主动位腐烂修复会对性能造成很大影响。在正常操作期间进行的自动检查通常足以应对位腐烂,MinIO 不建议使用扫描器进行此类健康检查。

MinIO 将数据分布在擦除集中以实现高可用性和弹性

擦除集是一组支持 MinIO 擦除编码 的多个驱动器。擦除编码为存储在 MinIO 部署中的数据提供高可用性、可靠性和冗余性。

MinIO 将对象划分为称为分片的块,并将它们均匀地分布在擦除集中的每个驱动器中。即使丢失任何单个驱动器,MinIO 仍可以无缝地继续提供读写请求服务。在最高冗余级别,即使丢失了部署中总驱动器数量的一半(\(N / 2\)),MinIO 也可以以最小的性能影响提供读请求服务。

MinIO 根据服务器池中总驱动器数量minio服务器数量来计算服务器池中擦除集的大小和数量。有关更多信息,请参阅擦除编码基础

MinIO 自动实时修复损坏或丢失的数据

修复是指 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。

擦除编码如果对象已部分丢失,则可以继续提供读写访问权限。

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、脚本或人员都不应直接对提供给 MinIO 的驱动器或卷执行任何操作,也不应对 MinIO 在这些驱动器或卷上放置的对象或文件执行任何操作。

除非 MinIO 工程团队指示,否则请勿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。

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 部署将可用驱动器划分为数据驱动器和奇偶校验驱动器。当写入对象时,MinIO 擦除编码会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丢失的、缺失的或损坏的对象分片。

MinIO 可以容忍丢失的驱动器数量最多等于擦除集中可用奇偶校验设备数量,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

执行任务必须可用的最小驱动器数量。MinIO 对读取数据有一个仲裁,对写入数据有一个单独的仲裁。

通常,MinIO 要求更多可用的驱动器才能维持写入对象的能力,而读取对象所需的驱动器数量要少。