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第2章 VDO のメンテナンス

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VDO ボリュームのデプロイ後、特定のタスクを実行して、ボリュームを維持または最適化することができます。VDO ボリュームの適切な機能には、以下の一部のタスクが必要です。

前提条件

2.1. VDO ボリューム上の空き領域の管理

VDO は、シンプロビジョニングされたブロックストレージターゲットです。そのため、VDO ボリュームで領域の使用状況をアクティブに監視し、管理する必要があります。

2.1.1. VDO ボリュームの物理サイズおよび論理サイズ

VDO は、物理サイズ、利用可能な物理サイズ、および論理サイズを次の方法で利用します。

物理サイズ

これは、基礎となるブロックデバイスと同じサイズです。VDO は、以下の目的でこのストレージを使用します。

  • 重複排除および圧縮される可能性があるユーザーデータ
  • UDS インデックスなどの VDO メタデータ
利用可能な物理サイズ

これは、VDO がユーザーデータに使用できる物理サイズの一部です。

これは、メタデータのサイズを引いた物理サイズと同等で、指定のスラブサイズでボリュームをスラブに分割した後の残りを引いたものと同じです。

論理サイズ

これは、VDO ボリュームがアプリケーションに提示するプロビジョニングされたサイズです。通常、これは利用可能な物理サイズよりも大きくなります。--vdoLogicalSize オプションを指定しないと、論理ボリュームのプロビジョニングが 1:1 の比率にプロビジョニングされます。たとえば、VDO ボリュームが 20 GB ブロックデバイスの上に置かれている場合は、2.5 GB が UDS インデックス用に予約されます (デフォルトのインデックスサイズが使用される場合)。残りの 17.5 GB は、VDO メタデータおよびユーザーデータに提供されます。そのため、消費する利用可能なストレージは 17.5 GB を超えません。実際の VDO ボリュームを設定するメタデータにより、これよりも少なくなる可能性があります。

VDO は現在、絶対最大論理サイズ 4PB の物理ボリュームの最大 254 倍の論理サイズに対応します。

図2.1 VDO ディスク組織

VDO ディスク組織

この図では、VDO で重複排除したストレージターゲットがブロックデバイス上に完全に配置されています。つまり、VDO ボリュームの物理サイズは、基礎となるブロックデバイスと同じサイズになります。

関連情報

2.1.2. VDO でのシンプロビジョニング

VDO は、シンプロビジョニングされたブロックストレージターゲットです。VDO ボリュームが使用する物理領域のサイズは、ストレージのユーザーに示されるボリュームのサイズとは異なる可能性があります。この相違を活用して、ストレージのコストを削減できます。

容量不足の条件

書き込んだデータが、予想される最適化率に到達できない場合は、ストレージ領域が予想外に不足しないように注意してください。

論理ブロック (仮想ストレージ) の数が物理ブロック (実際のストレージ) の数を超えると、ファイルシステムおよびアプリケーションで領域が予想外に不足する可能性があります。このため、VDO を使用するストレージシステムは、VDO ボリュームの空きプールのサイズを監視する方法で提供する必要があります。

vdostats ユーティリティーを使用すると、この空きプールのサイズを確認できます。このユーティリティーのデフォルト出力には、Linux の df ユーティリティーと同様の形式で稼働しているすべての VDO ボリュームの情報が記載されます。以下に例を示します。 

Device                1K-blocks   Used        Available   Use%
/dev/mapper/vdo-name  211812352   105906176   105906176   50%

VDO ボリュームの物理ストレージ領域が不足しそうになると、VDO は、システムログに、以下のような警告を出力します。 

Oct  2 17:13:39 system lvm[13863]: Monitoring VDO pool vdo-name.
Oct  2 17:27:39 system lvm[13863]: WARNING: VDO pool vdo-name is now 80.69% full.
Oct  2 17:28:19 system lvm[13863]: WARNING: VDO pool vdo-name is now 85.25% full.
Oct  2 17:29:39 system lvm[13863]: WARNING: VDO pool vdo-name is now 90.64% full.
Oct  2 17:30:29 system lvm[13863]: WARNING: VDO pool vdo-name is now 96.07% full.
注記

この警告メッセージは、lvm2-monitor サービスが実行している場合に限り表示されます。これは、デフォルトで有効になっています。

容量不足の状況を防ぐ方法

空きプールのサイズが特定のレベルを下回る場合は、以下を行うことができます。

  • データの削除。これにより、削除したデータが重複していないと、領域が回収されます。データを削除しても、破棄が行われないと領域を解放しません。
  • 物理ストレージの追加
重要

VDO ボリュームで物理領域を監視し、領域不足を回避します。物理ブロックが不足すると、VDO ボリュームに最近書き込まれたデータや、未承認のデータが失われることがあります。

シンプロビジョニング、TRIM コマンド、および DISCARD コマンド

シンプロビジョニングによるストレージの削減から利益を得るには、データを削除するタイミングを物理ストレージ層が把握する必要があります。シンプロビジョニングされたストレージで動作するファイルシステムは、TRIM コマンドまたは DISCARD コマンドを送信して、論理ブロックが不要になったときにストレージシステムに通知します。

TRIM コマンドまたは DISCARD コマンドを送信する方法はいくつかあります。

  • discard マウントオプションを使用すると、ブロックが削除されるたびに、ファイルシステムがそのコマンドを送信できます。
  • fstrim などのユーティリティーを使用すると、制御された方法でコマンドを送信できます。このようなユーティリティーは、どの論理ブロックが使用されていないかを検出し、TRIM コマンドまたは DISCARD コマンドの形式でストレージシステムに情報を送信するようにファイルシステムに指示します。

未使用のブロックで TRIM または DISCARD を使用する必要は、VDO に特有のものではありません。シンプロビジョニングしたストレージシステムでも、同じ課題があります。

2.1.3. VDO の監視

この手順では、VDO ボリュームから、使用方法と効率に関する情報を取得する方法を説明します。

前提条件

手順

  • vdostats ユーティリティーは、VDO ボリュームに関する情報を取得します。 

    # vdostats --human-readable

Device                   1K-blocks    Used     Available    Use%    Space saving%
/dev/mapper/node1osd1    926.5G       21.0G    905.5G       2%      73%
/dev/mapper/node1osd2    926.5G       28.2G    898.3G       3%      64%

関連情報

  • man ページの vdostats(8)

2.1.4. ファイルシステムで VDO の領域の回収

この手順では、ファイルシステムをホストする VDO ボリュームのストレージの領域を回収する方法を説明します。

ファイルシステムが、DISCARD コマンド、TRIM コマンド、または UNMAP コマンドを使用して、ブロックが空いていることを伝えない限り、VDO は領域を回収できません。

手順

  • VDO ボリュームのファイルシステムが破棄操作に対応している場合は、その操作を有効化してください。5章未使用ブロックの破棄を参照してください。
  • ファイルシステムが、DISCARD、TRIM、または UNMAP を使用していない場合は、空き領域を手動で回収できます。バイナリーゼロで設定されるファイルを保存し、空き領域を埋め、そのファイルを削除します。

2.1.5. ファイルシステムを使用しない VDO の領域の回収

この手順では、ファイルシステムを使用せずにブロックストレージターゲットとして使用される VDO ボリュームでストレージ領域を回収します。

手順

  • blkdiscard ユーティリティーを使用します。

    たとえば、VDO ボリュームは、LVM をその上にデプロイすることで、1 つの VDO を複数のサブボリュームに分類できます。論理ボリュームのプロビジョニングを解除する前に、blkdiscard ユーティリティーを使用して、その論理ボリュームにより使用されていた領域を解放します。

    LVM は、REQ_DISCARD コマンドに対応し、領域を解放するために適切な論理ブロックアドレスで VDO にリクエストを転送します。その他のボリュームマネージャーを使用する場合は、REQ_DISCARD に対応する必要があります。同じように、SCSI デバイスの場合は UNMAP、または ATA デバイスの場合は TRIM に対応している必要があります。

関連情報

  • man ページの blkdiscard(8)

2.1.6. ファイバーチャンネルまたはイーサネットネットワーク上で VDO の領域の回収

この手順では、LIO、SCST などの SCSI ターゲットフレームワークを使用して、ファイバーチャネルストレージファブリック、またはイーサネットネットワークでホストにプロビジョニングされる VDO ボリューム (またはボリュームの一部) でストレージ領域を回収します。

手順

  • SCSI イニシエーターは、UNMAP コマンドを使用して、シンプロビジョニングしたストレージターゲットで領域を解放できますが、SCSI ターゲットフレームワークに、このコマンドのサポートを通知するように設定する必要があります。これは、通常、このボリュームでシンプロビジョニングを有効にすることで行います。

    次のコマンドを実行して、Linux ベースの SCSI イニシエーターで UNMAP のサポートを検証します。 

    # sg_vpd --page=0xb0 /dev/device

    出力では、Maximum unmap LBA count(未マッピングの LBA の最大数) の値がゼロより大きいことを確認します。

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