YFS将所管理的磁盘设备（disk）划分为磁盘组、故障组等逻辑概念，以层级结构管理所有disk，如下图所示：

本文将对YFS上述相关概念进行介绍。

磁盘设备

磁盘设备（disk）可以为真实的物理磁盘，或者共享磁阵中的LUN。

在共享磁阵中，disk为一个逻辑概念，指的是磁阵上划分的LUN（Logical Unit Number，逻辑单元号） Device。

故障组

故障组（failuregroup）是YFS文件系统高可用的核心概念。failuregroup配合 "多副本" 特性共同构成数据冗余（包括元数据以及文件数据）机制，通过CRC数据校验识别数据损坏，实现数据的存储高可用。

每个failuregroup可以包含多个disk，例如：

• 同一磁阵的LUN
• 同一机柜的磁盘
• 同一电源供电的多个存储设备
• 同一机房的多个存储设备

如果这些disk有可能同时故障，则可以将它们规划在同一个failuregroup。failuregroup没有绝对的划分标准，而是在特定的运维条件下，根据disk之间故障概率的相关性，将它们进行适当分组，确保failuregroup之间（大概率）不会同时故障。

图中同色的disk表示有可能同时故障，例如所有黄色的disk位于同一个机柜上的磁阵，同时发生故障的概率较高。显然同色的disk应被规划到同一failuregroup下。

磁盘组

磁盘组（diskgroup）是YFS管理磁盘设备的最顶层逻辑单元，一个diskgroup应该至少包含1个failuregroup。

一个YFS中可能存在多个diskgroup，各diskgroup完全独立，分别管理一些disk，这些diskgroup之间资源隔离、故障隔离。

可以对不同的diskgroup指定不同的规格，例如为各diskgroup配置不同的副本数。因此不同diskgroup可以执行差异化存储管理。

每个diskgroup的属性在创建时指定，一旦创建不可更改。diskgroup的主要属性包括：

• 冗余度，Redundancy Level。
• 分配单元大小，AU size。

多副本和冗余度

在创建一个diskgroup时，可以通过指定冗余度 （Redundancy Level，也叫冗余级别） 来配置该diskgroup的副本数。

以下图为例：（data1和data2表示不同的用户数据）

data1数据2副本分别被安排在FG0和FG3，只有这两个failuregroup同时故障时，才存在丢失所有用户数据的所有副本的风险。data2数据同理。

由于每个failuregroup内的各disk故障率高度相关，而不同failuregroup下的disk之间故障是独立事件，即同时故障的概率极低，因此极大地保证了数据高可用。

多副本

副本数指数据保存的数量，如1副本表示YFS中只存在1份数据，3副本表示YFS中有3份相同的数据。

副本数具体可分为用户数据副本数和YFS元数据副本数。由于YFS元数据非常重要，在可能的情况下，系统会为元数据创建更多的副本，进一步加强YFS的可靠性。

使用多副本保护数据的前提是正确规划failuregroup，以确保数据副本之间故障概率独立：

• 由于所有副本应分布在不同的failuregroup，因此failuregroup数量需满足： failuregroup个数 >= 用户数据副本数。
• 各冗余级别下YFS元数据副本数是推荐值，如果failuregroup数量小于元数据副本数要求，元数据副本数将被调整为与failuregroup数量相同的值。

YFS会妥善安排各副本数据的保存位置：

• YFS确保各副本不在同一disk，否则当该disk故障时，可能丢失所有副本数据。
• YFS确保各副本不在同一failuregroup，如前所述同一failuregroup下的disk可能同时发生故障，此时将有可能丢失所有副本数据。

综上所述，YFS将保证各副本分别处于不同failuregroup下的不同disk。

Note： YFS中数据的多副本不能跨越diskgroup，因为各diskgroup的资源是完全隔离的。

冗余度

YFS支持3种冗余级别：

• EXTERNAL：该级别表示无数据冗余，用户数据副本数为1，YFS元数据副本数为1。配置本级别的情况下，数据的可靠性依赖外部能力实现，例如RAID。
• NORMAL：一般级别的数据冗余，用户数据副本数为2，YFS元数据副本最小为2，最大为3。
• HIGH： 高级别的数据冗余，用户数据副本数为3，YFS元数据副本数最小为3，最大为5。

分配单元

YFS将disk划分为等大小的分配单元（Allocate Unit， 简称 AU）进行管理，AU size是YFS分配磁盘空间的最小单元。

YFS支持如下不同颗粒度的AU size：

• 1M（默认值）
• 4M
• 8M
• 16M
• 32M

用户可以在创建diskgroup时指定该diskgroup的AU size，或者使用默认的AU size。

AU size决定了YFS管理磁盘空间的颗粒度，更大的AU size可以使YFS创建更大的文件、获得更好的连续IO性能，但也会消耗更多内存，浪费一些磁盘空间。

用户应根据业务特征选择合适的AU size，不合适的AU size可能影响YFS的运行性能。以下列出一些对AU size的配置建议：

• 系统中以小文件为主时，应选择较小的AU size。
• 系统中以大文件为主时，应选择较大的AU size。
• 当AU size大于等于绝大多数IO size时，可以获得更好的性能。

Caution： YFS使用了Direct IO技术，要求所有的IO满足：

• buffer地址512字节对齐。
• buffer size 512字节对齐。
• IO offset 512字节对齐。