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来实现。本页面介绍了 MinIO 擦除编码。

请参阅可用性和弹性和部署架构以获取有关 MinIO 如何在生产部署中使用擦除编码的更多信息。

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，并非旨在代表 MinIO 全面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到一个或多个相同大小的擦除集中。

MinIO 在初始化服务器池时会确定擦除集的最佳数量和大小。在此初始设置后，您无法修改这些设置。

对于每个写入操作，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 到 1/2 擦除集大小之间设置奇偶校验值。

如果稍后更改奇偶校验值，使用给定奇偶校验设置写入的对象不会自动更新。

MinIO 需要至少 K 个任何类型的分片才能读取对象。

这里的 K 值代表部署的**读取仲裁**。因此，擦除集必须在擦除集中至少有 K 个健康驱动器才能支持读取操作。

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

MinIO 要求至少有 K 个擦除集驱动器才能**写入**对象。

这里的 K 值代表部署的**写入仲裁**。因此，擦除集必须至少有 K 个可用的在线驱动器才能支持写入操作。

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。

这可以防止出现脑裂式场景，例如网络问题将擦除集驱动器精确地隔离成两半。

K+1 逻辑确保客户端不能潜在地将同一个对象写入两次 - 一次写入擦除集的“一半”。

对于保持**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 的擦除编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来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 在其上放置的对象或文件执行任何操作。

除非 MinIO 工程指导，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空间之间取得平衡。较高的奇偶校验值会提高对驱动器或节点故障的恢复能力，但会以可用存储空间为代价，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 的擦除编码计算器来探索奇偶校验对计划集群部署的影响。

下表列出了在包含 1 个节点和 16 个 1TB 驱动器的 MinIO 部署中，不同擦除编码奇偶校验级别产生的结果

16 驱动器 MinIO 集群中奇偶校验设置的结果
奇偶校验	总存储空间	存储比率	读取操作所需的最小驱动器数量	写入操作所需的最小驱动器数量
`EC: 4` (默认)	12 TeBIByte	0.750	12	12
`EC: 6`	10 TeBIByte	0.625	10	10
`EC: 8`	8 TeBIByte	0.500	8	9

位腐烂是存储介质级别随机更改导致的静默数据损坏。对于数据驱动器，它通常是表示数据的电荷衰减或磁方向衰减的结果。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”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捕获并即时修复损坏的对象。从应用程序到网络再到内存或驱动器，通过在读取时计算哈希值并在写入时验证哈希值来确保端到端完整性。该实现旨在提高速度，并且可以在英特尔 CPU 的单个内核上实现超过 10 GB/秒的哈希速度。