NetApp高级磁盘分区（ADP）和常用维护命令介绍

写在前面

为什么要写这篇文章，近期越来越多的碰到NetApp FAS存储磁盘配置为ADP的case，很多工程师对ADP没有任何概念，完全套用老的磁盘的概念来处理ADP的配置，所以搞出很多问题。

NetApp高级磁盘分区（Advanced Disk Partitioning, ADP）是ONTAP 9中的一项磁盘管理技术，其实最早在8.3.1版本中就有了，但大规模使用这个技术是在ONTAP 9.0版本以后。通过将物理磁盘划分为逻辑分区来提高存储效率。说直白点，这个技术的引入是为了解决NetApp的“得盘率”低的弱项，尤其是客户配置磁盘比较少的情况下，实际可用空间和物理空间相比友商低很多的问题。这是由于NetApp的每个机头，就是控制器至少需要3个磁盘来做系统盘。可以想象一下，如果客户就配置了12个大容量的磁盘，2个控制器就是6个磁盘拿来做系统了，数据盘只剩下6个，而且这6个里面还要有校验parity磁盘和spare磁盘，最后基本上就没有可用空间了。有了ADP技术，就解决了这个问题，就是把每个物理磁盘中分出一部分来专门做系统盘的分区，剩余部分做数据盘。

本文档介绍了DP的定义、功能，详细说明了ADPv1（根 根-数据分区）和ADPv2（根-数据-数据分区）的规则，包括分区类型、平台支持、RAID类型和备用SPARE磁盘要求，并提供了一些常用维护命令的格式和说明，包括识别分区和备用分区的命令等。

如果还有进一步的问题，可以添加vx： StorageExpert我们来进行进一步的交流和沟通。

ADP概述

高级磁盘分区（Advanced Disk Partitioning, ADP）是NetApp ONTAP 9的一项新功能，允许将物理磁盘划分为逻辑分区，以优化磁盘利用率，特别适用于中小型系统（如12或24 个HDD的FAS系统和全闪存AFF系统）。每个磁盘被分为根分区（用于节点根聚合root aggregate）和一个或多个数据分区（用于用户数据聚合 data aggregate）。ADP支持两种配置：

• ADPv1（根-数据分区）：每个磁盘包含一个数据分区（P1）和一个根分区（P2），主要用于FAS系统。
• ADPv2（根-数据-数据分区）：每个磁盘包含两个数据分区（P1、P2）和一个根分区（P3），适用于初始化为ONTAP 9.0或更高版本的AFF全闪存FAS系统。

ADP关键规则

分区类型与数量

• ADPv1：
  • 1个数据分区（标记为P1）。
  • 1个根分区（标记为P2）。
• ADPv2：
  • 2个等大小的数据分区（标记为P1和P2）。
  • 1个根分区（标记为P3）。

支持的平台与磁盘类型

• FAS系统（支持ADPv1）：
  • 磁盘类型：HDD、SSD。
  • 系统初始化时最大分区磁盘数：24。
  • 支持的RAID类型：RAID-TEC、RAID-DP。
• AFF和全SSD FAS系统（支持ADPv2，需ONTAP 9.0及以上初始化）：
  • 磁盘类型：仅SSD。
  • 系统初始化时最大分区磁盘数：每节点24。
  • 支持的RAID类型：RAID-TEC、RAID-DP、RAID4（ONTAP 9.5及以上）。
  • 注意：ADPv2不支持混合SSD/HDD配置。

分区大小

分区大小在系统初始化时确定。

HA对中最大分区磁盘数量

• ONTAP 9.14.0及以上：每个HA对最多支持480个分区磁盘。
• 之前版本：每个HA对最多支持240个分区磁盘。

根分区使用

• ADPv1：根分区仅用于节点根聚合（root aggregate）。
• ADPv2：根分区仅用于节点根聚合，但两个数据分区可用于同一聚合，前提是每个分区位于不同的RAID组。

分区与container（磁盘）所有权(ownership)

• ADPv1：
  • 同一节点拥有容器（整个磁盘）及其分区（P1和P2）。
• ADPv2：
  • 一个节点拥有容器、根分区（P3）和第一个数据分区（P1）。
  • HA对中的另一个节点拥有第二个数据分区（P2）。

自动分区支持

ONTAP支持自动分区，但新添加的磁盘有可能不会自动分区，这个需要注意，如果没有自动分区，需要手工去处理的。

备用磁盘要求

• 仅使用分区磁盘的聚合：
  • 每个HA对需要1个完整的HDD作为备用磁盘（可分区，但两个分区都需作为备用）。
• 混合分区和整盘的聚合：
  • 每个节点需要2个完整的备用磁盘，确保分区磁盘RAID组和整盘RAID组各有备用。
• ADPv2特定要求：
  • 每个HA对需要1个完整的备用磁盘（可跨节点分区）。
  • 每个节点需要1个完整的备用磁盘，确保分区和整盘RAID组都有备用。

注意事项

• 不支持的RAID类型更改：
  • 尝试更改为不支持的RAID类型（如RAID4）会报错，例如：

        Error: command failed: Failed to modify raidtype of aggregate "aggr0".

Reason: Change to raidtype RAID4 is not supported.

• 混合配置限制：
  • 不支持在同一RAID组中混合分区磁盘和整盘。
  • 不支持ADPv2在混合SSD/HDD配置中运行。

常用维护命令

以下是与ADP相关的常用ONTAP命令，用于查看分区状态、管理分区、检查备用磁盘以及识别分区和备用分区。这些命令在ONTAP命令行界面（CLI）中执行。

1. 查看磁盘分区状态

• 命令：disk partition show
• 用途：显示系统中所有磁盘的分区信息，包括分区类型（根分区或数据分区）、所有者和大小。
• 示例：

cluster1::> disk partition show

Disk      Partition  Node        Type      Size       Owner

--------  ---------  ----------  --------  ---------  ------------

1.0.0     P1         node1       data      1.8TB      node1

1.0.0     P2         node1       root      100GB      node1

1.0.1     P1         node1       data      1.8TB      node1

1.0.1     P3         node1       root      100GB      node1

• 说明：检查ADPv1（P1、P2）或ADPv2（P1、P2、P3）分区的配置是否正确。

2. 检查备用磁盘和分区

• 命令：storage disk partition show -spare
• 用途：列出系统中可用的备用分区和磁盘，确保满足ADP的备用磁盘要求。
• 示例：

cluster1::> storage disk partition show -spare

Disk      Partition  Node        Type      Size       Owner

--------  ---------  ----------  --------  ---------  ------------

1.0.2     P1         node1       data      1.8TB      node1

1.0.2     P2         node1       root      100GB      node1

1.0.3     -          node2       spare     1.8TB      node2

• 说明：显示分区级别的备用状态，适合验证分区磁盘和整盘的备用情况。也可使用disk show -spare查看整盘备用状态。

3. 手动分区新磁盘

• 命令：disk partition -disk <disk_name> -partition-type <type>
• 用途：手动对新添加的磁盘进行分区（当自动分区未触发时）。
• 示例：

cluster1::> disk partition -disk 1.0.4 -partition-type data

说明：将磁盘1.0.4分区为数据分区。

4. 修改聚合RAID类型

• 命令：aggr modify -aggregate <aggr_name> -raidtype <raid_type>
• 用途：更改聚合的RAID类型（如从RAID-DP到RAID-TEC）。
• 示例：

cluster1::> aggr modify -aggregate aggr0 -raidtype raid_tec

说明：确保目标RAID类型受支持（例如，RAID4仅在ADPv2且ONTAP 9.5及以上支持），否则会报错。

5. 查看聚合中的分区使用情况

• 命令：aggr show -fields disklist,raidtype
• 用途：显示聚合中使用的磁盘或分区及其RAID类型。
• 示例：

cluster1::> aggr show -fields disklist,raidtype

aggregate  disklist                raidtype

---------  ----------------------  --------

aggr0      1.0.0.P1, 1.0.1.P1     raid_dp

说明：确认聚合是否正确使用分区磁盘，以及RAID组配置是否符合规则。

6. 从聚合级别查看分区信息

• 命令：storage aggregate show-status
• 用途：显示聚合的状态，包括使用的分区磁盘、分区大小和RAID配置。
• 示例：

cluster1::> storage aggregate show-status -node cluster1-01

Owner Node: cluster1-01

Aggregate: aggr0_cluster1_1 (online, raid_dp) (block checksums)

    Plex: /aggr0_root_1b/plex0 (online, normal, active, pool0)

    RAID Group /aggr0_root_1b/plex0/rg0 (normal, block checksums)

    Position  Disk       Pool Type  RPM  Usable Size  Physical Size  Status

    --------  ---------  ---- ----  ---  -----------  -------------  ------

    shared    1.10.6     0    SSD   -    53.88GB      372.6GB        (normal)

    shared    1.10.8     0    SSD   -    53.88GB      372.6GB        (normal)

    Aggregate: aggr1 (online, raid_dp, pool0)

    Position  Disk       Pool Type  RPM  Usable Size  Physical Size  Status

    --------  ---------  ---- ----  ---  -----------  -------------  ------

    shared    1.10.1     0    SSD   -    159.2GB      372.6GB        (normal)

    shared    1.10.3     0    SSD   -    159.2GB      372.6GB        (normal)

• 说明：Position列中的shared表示磁盘已分区。根聚合和数据聚合的分区大小在Usable Size列中不同（例如，根分区较小，数据分区较大）。

7. 查看整盘和分区备用磁盘

• 命令：storage aggregate show-spare-disks
• 用途：显示整盘和分区备用磁盘的状态，区分未分区磁盘（Spare Pool）和分区备用磁盘（Root-Data或Root-Data-Data）。
• 示例：

cluster1::> storage aggregate show-spare-disks -original-owner cluster1-01

Original Owner: cluster1-01

Pool0

Spare Pool Unpartitioned Spares

Disk      Type  Class         RPM  Usable Size  Physical Size  Status

--------  ----  ------------  ---  -----------  -------------  ------

1.10.2    SSD   solid-state   -    372.4GB      372.6GB        zeroed

1.10.7    SSD   solid-state   -    372.4GB      372.6GB        zeroed

Pool0

Root-Data Partitioned Spares

Disk      Type  Class         Local Data  Local Root  Physical Size  Status

--------  ----  ------------  ----------  ----------  -------------  ------

1.10.1    SSD   solid-state   159.2GB     0B          372.6GB        zeroed

1.10.3    SSD   solid-state   159.2GB     0B          372.6GB        zeroed

• 说明：显示未分区整盘（Spare Pool）和分区备用磁盘（Root-Data或Root-Data-Data），包括数据分区和根分区的大小。

8. 查看磁盘的容器类型和位置

• 命令：storage disk show -fields container-type,container-name,model,type
• 用途：显示磁盘的容器类型（整盘或分区）及其所在聚合或备用池。
• 示例：

cluster1::> storage disk show -fields container-type,container-name,model,type

disk    container-type  container-name         model                type

------  --------------  ---------------------  -------------------  ----

1.10.2  spare          Pool0                  X438_1625400MCSG     SSD

1.10.1  shared        aggr1, aggr0_root_1a   X438_1625400MCSG     SSD

1.10.22 shared         -                      X438_1625400MCSG     SSD

• 说明：container-type为spare表示未分区整盘，为shared表示已分区。container-name显示分区所属的聚合名称，或“-”表示所有分区都在备用池。

9. 确定分区名称

• 命令：storage disk partition show -container-type spare -node <node_name>
• 用途：在诊断模式下显示备用分区的详细信息，适用于排查低备用警告。
• 示例：

cluster1::*> storage disk partition show -container-type spare -node cluster1-01

Partition      Usable Size  Container Type  Container Name  Owner

-------------  -----------  --------------  --------------  ------------

1.10.1.P2      159.2GB      spare           Pool0           cluster1-01

1.10.3.P2      159.2GB      spare           Pool0           cluster1-01

1.10.8.P2      159.2GB      spare           Pool0           cluster1-01

• 说明：用于确认备用分区的名称和所有者，特别是在storage aggregate show-spare-disks显示磁盘可用但仍报低备用警告时。

实际应用注意事项

• 查询分区大小：分区大小因平台和ONTAP版本而异，具体信息可以查询官网。
• 错误处理：如尝试更改RAID类型失败，需检查目标RAID类型是否在支持列表中。
• 备用磁盘规划：规划系统时，需确保足够的备用磁盘，尤其是在混合配置场景中。使用storage disk partition show -spare和storage aggregate show-spare-disks验证备用分区和整盘。
• 分区识别：使用storage aggregate show-status和storage disk show确认分区使用情况，特别是在添加新磁盘或排查低备用警告时。

写在最后

NetApp ADP通过将磁盘划分为根分区和数据分区，显著提高了存储资源的利用率，特别适合中小型系统或高性能SSD环境。ADPv1适用于传统FAS系统，ADPv2为AFF系统提供了更灵活的分区方案。实施ADP时，需仔细遵循分区数量、RAID类型支持、备用磁盘要求和所有权管理规则，并注意混合配置和版本限制。结合常用维护命令（如分区识别和备用磁盘检查）以及NetApp相关文档的规划，可确保系统性能和可靠性。