Patrol ReadによるRAIDアレイのメンテナンス

ここでは以下の方を対象とし進めています。

• ネットワークシステムの管理、運用経験のある方
• 一般的なPCのハードウェア、ソフトウェアについての知識がある方

紹介内容

1. Patrol Readの概要
2. Patrol Readの実施
3. エラー処理
4. 機能の変更
5. 付録

Patrol Readの概要

ここではPatrol Readの主な特徴について説明します。

Patrol Readとは、障害が発生する前にディスクにSCSI/SASのVerifyコマンドを実行して物理デバイスのエラーを検出し、エラーをリカバリする作業です。
通常の入出力操作時のエラーリカバリが不要になるため、システムパフォーマンスを向上することができます。

Patrol Readの主な特徴は以下の通りです。
*Patrol Readはスキャン中にディスクがアクティブ状態になります。このため、通常アイドル状態であると予想される場合でも、Patrol Readのオペレーション中は接続されているすべてのディスクドライブがアクティブになります。
*Patrol Readの操作については、｢Patrol Readの実施｣をご参照ください。

• Patrol ReadはSCSIアダプタ上のホットスペアを含むすべての定義済みディスク上で動作します。
  ただし、認識されていないドライブやReady状態のディスクでは動作しません。
• Patrol Readは使用中ディスクの優先度に基づいてPatrol Readオペレーション専用のRAIDコントローラのリソース領域を確保します。
  例えば、システムがビジーであった場合、Patrol Readはデータ入出力により高い優先度を取らせるのを許容して少ないリソースを使用します。
• Patrol Readはコントローラ上のすべての定義済み物理ドライブ上で動作するため、Patrol Readの操作から特定の物理ドライブを解除して動作させることはできません。
• Autoモードに設定した場合、Patrol Readの操作完了後4時間ごとに実行するように自動的に設定されます。

Patrol Readの実施

Patrol Readを実施する際、Patrol Readが使用可能になっていない場合は以下の手順で設定します。

BIOS Configuration UtilityでのPatrol Readの設定
Patrol Readを設定するにはBIOS Configuration Utilityを使用します。
このユーティリティのPatrol Readオプションでは、自動または手動(ユーザーによる実行が必要)の設定またはPatrol Readを無効に設定することができます。
Dell OpenManage Array ManagerやOpenManage System Storage Managementでは、Patrol Readを設定することはできません。
Patrol Readの操作は、WindowsまたはLinuxからMegaPR Utilityを使用することで設定できます。

ManualモードでPatrol Readを設定している場合、Patrol Readはそのままでは動作しません。
Patrol Readを動作させるには、その都度以下のAdapter BIOSでのPatrol Readオプションの設定手順で[Start]メニューを選択する必要があります。
一度Manualモードを選択すると、設定を変更するまでManualモードのままです。

*Patrol Readは以下の各LSIコントローラとファームウェアの組み合わせて構成される環境か、それよりも新しいバージョンの組み合わせによる環境の場合デフォルトで使用することができます。LSIコントローラ以外のコントローラを搭載した環境では使用できません。

*ファームウェアおよびドライバの最新バージョンは、サポートサイトの各製品ページのドライバおよびダウンロードから検索できます。

*サポートサイトからドライバやファームウェアをダウンロードした場合、ファームウェアまたはドライバのアップデート作業については、恐れ入りますがお客様自身の責任において、お客様自身でのアップデート作業をお願いいたします。

*Dell Diagnosticsプログラム(診断プログラム)を実行した際にバックグラウンドでPatrol Readが起動していた場合、｢Read/Write Buffer Test data mismatch｣というメッセージが表示される場合があります。これはハードディスクのバッファのRead/Writeチェック中にPatrol Readのチェックが同時に起こった場合、Patrol Read側がデータの整合性が取れないという誤認識を起こした場合に表示されます。実際のハードディスクの故障ではありませんのでご注意ください。Dell Diagnosticsを起動する場合、Patrol Readを[Off]に設定し起動するとこのメッセージは表示されなくなります。

Patrol Readオプションの設定は以下の手順で実行します。

1. ManagementメニューよりObjects -> Adapterの順に選択します。

2. AdapterメニューよりPatrol Read Optionsを選択すると、以下のオプションが表示されます。

   • Patrol Read Mode：Patrol Readの手動･自動設定、無効に設定する際に使用
   • Patrol Read Status：完了した反復回数、現在の状態(アクティブ/停止)、次の実行スケジュールの表示
   • Patrol Read Control：開始および終了に使用

3. Patrol Read Modeを選択すると以下のオプションが表示されます。

   • Manual：手動モード。反復して実行するには都度設定する必要があります。
   • Auto：自動モード。設定されたスケジュールに従って反復して実行されます。
   • Manual Halt：自動操作を停止し手動に切り替える際に使用
   • Disable：無効に設定

4. Manualモードを使用する場合、Patrol Readを反復して実行するには以下の通り設定します。

   1. Patrol Read Controlを選択しEnterキーを押します。
   2. Startを選択しEnterキーを押します。
      *[Pause]、[Resume]は、Patrol Readが[Manual]モードに設定されている場合は有効な操作ではありません。

5. Patrol Read Statusを選択しEnterキーを押すと以下のオプションが表示されます。
   Patrol Readがアクティブ状態のときにEnterキーを押すことにより、完了した割合を表示する2次オプションで現在の状態が表示されます。
   1次オプションおよび3次オプションは読み取り専用です。

   • Number of Iterations completed：完了した反復回数
   • Current State：現在の状態(アクティブ、停止状態)
   • Next Execution with Start at：次回の実行スケジュール

MegaPRユーティリティ
オペレーティングシステム経由でPatrol Readをアクティブにするには、MegaPRユーティリティを使用します。
MegaPRは、オペレーティングシステムからPatrol Readの状態を管理、レポートするユーティリティです。
MegaPRにはWindows 2000/2003版およびLinux(RHEL 2.1、3、4)版の2種類のバージョンがあります。
*MegaPRユーティリティはサポートサイトの各種ドライバおよびファームウェアから検索できます。カテゴリより[SCSI RAID]、その他該当するOSを指定し検索してください(一部サポートしていない機種、OSがあります)。

使用可能なオプションは以下の通りです。
各オプションについてのヘルプを表示するには、cmd -[option]と入力します。

• -dispPR：Patrol Readの状態を表示
• -startPR：Patrol Readを開始
• -stopPR：Patrol Readを終了

各オプションの後にアダプタ番号-ax(xはアダプタ番号で0～11まで指定可能)を入力します。
Patrol Readを開始する場合のMegaPRのオプション例：Megapr.exe -startPR -a0

Patrol Readの自動スケジュール処理の設定手順
Patrol Readが使用可能になったら、以下の手順でスケジュールの詳細を設定します。

1. BIOS Configuration UtilityでPatrol Readを[Auto]モードに設定します。
   *PERCコントローラのデフォルト設定はAutoモードです。
   *Patrol ReadがAutoモードで、操作を定期的に実行中にサーバーがリブートした場合、Patrol Readは最初から操作を再開します。Manualモードでサーバーがリブートした場合には再開しません。

2. AutoモードではPatrol Readはシステム上で継続的に動作し、直前の実行から4時間以内に新しく実行するようスケジュールされます。

3. Patrol Read Modeが[Auto]から[Manual]、[Manual Halt]、[Disabled]に変更された場合、その次の実行スケジュールはN/Aとして設定されます。

エラー処理

メディアエラーが発生した場合、MegaRAIDファームウェアがLBAへのVerifyコマンドを5回まで再試行します。
再試行回数が5回を超えると以下のアクションが実行されます。

1. Patrol Readを停止します。

2. エラーをリカバリします。

3. エラー修正後Patrol Readが停止したところから開始します。

エラーリカバリ手順
エラーのリカバリ手順は以下の通りです。

• エラーがメディアエラーではない：無視して続行
• メディアエラー：ログを取得
• ホットスペアの問題：書き込みの検証
• CODエリアエラー：NVRAMから設定データを書き込む
• RAID0のエラー：修正せずに続行
• RAIDステータスが最適な状態ではない：修正せずに続行
• ブロックがキャッシュにある：書き込みの検証をして続行
• RAID1のエラー：ミラードライブからデータを読み込み、書き込みの検証をして続行
• RAID5のエラー：データがピアドライブからリカバリされる場所にあるリカバリ論理を開始し、書き込みの検証をして続行

機能の変更

NVRAMに格納されているデータ
ファームウェアはPatrol ReadのデータをNVRAMに格納します。現在のデータ構造がNVRAMに格納されます。

新しいPatrol Readの実装をサポートするために、以下のような変数を取得します。
その目的は1.物理ドライブの進捗状況の把握、2.Patrol Read開始時のスケジュール設定、3.エラー情報のログ取得です。
これらの値は、どのようなデータがユーザーにとって有益かによって決定されます。

実行箇所の選定
Patrol Readを実行する場所を決めることができます。
オプション1：未設定領域を修正しますが、未設定ディスクは修正しません(現在の設定)。
オプション2：未設定領域を修正し、未設定ディスクも修正します。

しきい値
Patrol Readのしきい値
Patrol Readを実行する場所を決めることができます。
詳細については｢付録｣の｢Patrol Read実施のためのしきい値の定義｣をご参照ください。

複数のドライブで同時にPatrol Readを実施する場合
Patrol Readは複数の物理ドライブで実行することができます。
Patrol Readを複数のドライブで実行するように設定した場合、論理ドライブが設定されているすべての物理ドライブで実行を試みます。

論理ドライブの動作
Patrol Readはドライブが以下の状態または状況では動作しません。

付録

PERC/CERC Configuration Manager(Ctrl+M)ユーティリティの使用
PERC 3/SC/DC/QCとPERC 4/SC/DC/DiのRAIDコントローラは、PERC/CERC Configuration Manager(Ctrl+M)ユーティリティで管理することができます。
ブートプロセス中にRAIDコントローラが初期化されていると表示されている間に[Ctrl]+[M]キーを押すと、このユーティリティにアクセスします。
管理者はCtrl+Mの画面で再構築プロセスを監視することができます。
この画面には再構築プロセスの100%までの完了割合が表示されます。
再構築中にメディアエラーが検出されると、Ctrl+Mユーティリティは利用者に通知しませんが、終了時に[INCON]メッセージを表示します。

Patrol Read実施のためのしきい値の定義

1. 物理ドライブの進捗状況の把握

   • Frequency of clear PR complete Bitmap(Patrol Readの進捗ビットマップのクリア頻度)
     ファームウェアはPatrol Readの進捗ビットマップを一定の間隔でクリアします。
     デフォルトの値は30日ですが、値は1日から255日の間で設定することができます。
   • PR completed Bitmap(Patrol Readの進捗ビットマップ)
     ファームウェアが各物理ドライブにおけるPatrol Readの進捗状況を前回のビットマップクリア時から把握します。
   • Last complete Bitmap(前回完了分の進捗ビットマップ)
     ファームウェアがビットマップのクリア前にPatrol Readの進捗状況をコピーおよび保存します。
   • PR completion bitmap clear time(Patrol Readの進捗状況ビットマップのクリア時刻)
     ファームウェアがPatrol Readの進捗状況ビットマップがクリアされるタイムスタンプを保存します。

   上記の値を保つことにより、ユーザーは最近2回分のビットマップクリアのサイクル内で少なくとも1回はどのドライブがPatrol Readの実施を完了したか、またファームウェアがビットマップを前回クリアした時刻を把握できます。
   たとえば、ユーザーがPatrol Readビットマップクリアの頻度を30日と設定した場合、ユーザーは最近30日から60日の間に少なくとも1回はどのドライブがPatrol Readによって完了したかを把握できることになります。

2. Patrol Read開始時のスケジュール設定

   • Frequency of PR iteration between iterations(Patrol Readの繰り返し時間(4時間=1ユニット)の頻度)
   • 次回のPatrol Read開始時刻

   ファームウェアが開始時刻に基づいて次回の希望開始時刻を計算します。
   開始時刻がくるとファームウェアは次の希望開始時刻を計算します。
   開始時刻をすでに過ぎていた場合、次回の開始時刻はNVRAMに保存され、超過分を差し引いてその次の開始時刻を計算します。
   ファームウェアはPatrol Readのすべての物理ドライブの実施を1回分完了すると、次回の希望開始時刻をチェックします。
   算出された次回の開始時刻をすでに過ぎていた場合はただちにPatrol Readが実施されますが、それ以外の場合は次回の時刻まで保留されます。

3. エラー情報のログ取得
   ファームウェアはエラー情報(物理ドライブおよびLBA)のログを取得してNVRAMに記録します。
   回復済みエラーおよび未回復エラーの両方のログが記録されます。

   • ドライブがエラー状態の場合
   • ドライブがREADY状態の場合(オプションでの設定)
   • 論理ドライブが初期化中、Consistency Check中、または再構築中の場合。
     MegaRAIDファームウェアは、動作の完了を待ってバックグラウンドの動作が完了した後に実行されます。
     Patrol Readを実行するドライブ以外の論理ドライブ上で初期化、Consistency Check、再構築が実行されている際にPatrol Readを実行開始しないようご注意ください。
   • 再構成中の場合

   • しきい値
     しきい値にはユーザーの要求、物理ディスクの動作の2つの局面があると考えられます。
     物理ディスクがビジーであるほど、ファームウェアがディスクに送るコマンドは少なくなります。

     しきい値の設定例：MaxAllowedOutstandingDiskCommands = prRate/5;

   • Starvationロジック
     IOのしきい値が満たされない場合でも、ある期間の範囲内に開始するPatrol Readのサイクルは保証されています。
     Patrol Readレートに従って遅延時間が決定されます。
     Patrol Readレートが0(%)でしきい値が満たされない場合(特別なケース)はPatrol Readは再開できません。
     次回のPatrol Readサイクル開始時刻を定義するために、タイミング遅延用の公式があります。
     しきい値の詳細は最終的な実装で変化する可能性があります。
     以下は遅延の計算例です。

     遅延の計算例：prStarvationDelayTime = (100-prRate)*20 / 100;

     しきい値はPatrol Readの開始時およびコールバック機能に対して機能します。
     しきい値がコールバック機能で満たされる場合、ファームウェアは次回のLBAのためにVERIFYコマンドを続けて実行します。
     しきい値がコールバック機能で満たされない場合、Patrol Readは数秒遅延し設定時刻の期限が切れるまで再開しません。

   • 転送サイズ
     物理ドライブ上のOutstandingコマンド数に基づいて動的に(1MBから32MB)Patrol Read転送を調整します。

     Outstandingコマンド	転送サイズ
     4個以上	1MB
     3	2MB
     2	4MB
     1	8MB
     0	32MB

     上記の計算は、さまざまな条件のシステムワークロードで実際に測定される数値に基づいて変わることがあります。