纠删码

MinIO 将纠删码作为提供数据冗余和可用性的核心组件来实现。本页介绍了 MinIO 纠删码。

有关 MinIO 如何在生产部署中使用纠删码的更多信息，请参阅可用性和弹性和部署架构。

纠删码基础

注意

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

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纠删集中。

MinIO 在初始化服务器池时确定纠删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。

对于每个写操作，MinIO 将对象分区为数据分片和奇偶校验分片。

纠删集的条带大小决定了部署可能的最大奇偶校验。确定要生成的数据分片和奇偶校验分片数量的公式是：

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

您可以将奇偶校验值设置在 0 和纠删集大小的 1/2 之间。

如果您之后更改奇偶校验值，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一个对象。

这里的值 K 构成了部署的读取法定数量。因此，纠删集必须至少有 K 个健康的驱动器来支持读取操作。

MinIO 无法重建已失去读取法定数量的对象。这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 个纠删集驱动器才能写入一个对象。

这里的值 K 构成了部署的写入法定数量。因此，纠删集必须至少有 K 个可用的在线驱动器来支持写入操作。

如果奇偶校验 EC:M 正好是纠删集大小的 1/2，则写入法定数量为 K+1。

这可以防止出现裂脑类型的情况，例如网络问题将纠删集驱动器正好一半与另一半隔离。

K+1 逻辑确保客户端不会潜在地将同一对象写入两次——一次写入纠删集的每一“半”。

对于保持读取法定数量的对象，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 纠删码计算器来探索您计划的拓扑可能的纠删集大小和分布。在可能的情况下，使用偶数个节点和每个节点偶数个驱动器，以简化拓扑规划和驱动器/纠删集分布的概念化。

驱动器的独占访问

MinIO 要求对提供给对象存储的驱动器或卷进行独占访问。任何其他进程、软件、脚本或个人都不应直接对提供给 MinIO 的驱动器或卷，或者 MinIO 放置在它们上面的对象或文件执行任何操作。

除非得到 MinIO 工程团队的指示，否则不要使用脚本或工具直接修改、删除或移动所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。这类操作极有可能导致大范围的损坏和数据丢失，超出 MinIO 的修复能力。

为部署设置奇偶校验是在可用性和总可用存储之间取得平衡。较高的奇偶校验值以可用存储为代价，增加了对驱动器或节点故障的弹性，而较低的奇偶校验值则提供了最大的存储空间，但对驱动器/节点故障的容忍度较低。使用 MinIO 纠删码计算器来探索奇偶校验对您计划的集群部署的影响。

下表列出了在一个由 1 个节点和 16 个 1TB 驱动器组成的 MinIO 部署上，不同纠删码奇偶校验级别产生的结果。

16 驱动器 MinIO 集群上奇偶校验设置的结果
奇偶校验	总存储	存储比例	读取操作所需的最少驱动器数	写入操作所需的最少驱动器数
`EC: 4` (默认)	12 Tebibytes	0.750	12	12
`EC: 6`	10 Tebibytes	0.625	10	10
`EC: 8`	8 Tebibytes	0.500	8	9

位衰减（Bit rot）是指存储介质层面因随机变化而导致的静默数据损坏。对于数据驱动器，这通常是代表数据的电荷或磁向衰减的结果。这些原因可能从停电时的小电流尖峰到导致位翻转的随机宇宙射线。由此产生的“位衰减”可能在数据介质上引起细微的错误或损坏，而不会触发监控工具或硬件。

MinIO 对 HighwayHash 算法的优化实现确保了它能即时捕获和修复损坏的对象。通过在应用程序读取时计算哈希并在写入时验证，跨网络、到内存或驱动器，确保了端到端的完整性。该实现为速度而设计，在英特尔 CPU 的单核上可以达到超过 10 GB/秒的哈希速度。