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RAID对于提高数据可用性的重要性

作者:课课家教育the     来源: http://www.kokojia.com点击数:1289发布时间: 2017-06-02 09:00:11

标签: RAID数据存储数据安全

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  对于热备用(hotspare)相信使用EMCVNX/CLARiiON存储多年的朋友一定不会感到陌生,只要预先配置了热备用盘,在出现磁盘故障或主动替换的情况下,热备用盘会自动顶上,开始数据重构或复制。但到了新一代VNX,这种既定的工作模式发生了很大变化,同时,这种变化也离不开RAID的发展,下面大家就跟着小编来看看RAID的精彩内容吧!

  RAID是由美国加州大学伯克利分校的D.A.Patterson教授在1988年提出的。RAID是RedundentArrayofInexpensiveDisks的缩写,直译为“廉价冗余磁盘阵列”,也简称为“磁盘阵列”。后来RAID中的字母I被改作了Independent,RAID就成了“独立冗余磁盘阵列”,但这只是名称的变化,实质性的内容并没有改变。简单地讲,RAID技术就是利用多个硬盘的组合提供高效率及冗余的功能。

  RAID的优点

  RAID的采用为存储系统(或者服务器的内置存储)带来巨大利益,其中提高传输速率和提供容错功能是最大的优点。

  1.传输速率高。在部分RAID模式中,可以让很多磁盘驱动器同时传输数据,而这些磁盘驱动器在逻辑上又是一个磁盘驱动器,所以使用RAID可以达到单个的磁盘驱动器几倍的速率。因为CPU的速度增长很快,而磁盘驱动器的数据传输速率无法大幅提高,所以需要有一种方案解决二者之间的矛盾。

  2.更高的安全性。相较于普通磁盘驱动器很多RAID模式都提供了多种数据修复功能,当RAID中的某一磁盘驱动器出现严重故障无法使用时,可以通过RAID中的其他磁盘驱动器来恢复此驱动器中的数据,而普通磁盘驱动器无法实现,这是使用RAID的第二个原因。

  通过数据校验,RAID可以提供容错功能。这是使用RAID的第二个原因,因为普通磁盘驱动器无法提供容错功能,如果不包括写在磁盘上的CRC(循环冗余校验)码的话。RAID容错是建立在每个磁盘驱动器的硬件容错功能之上的,所以它提供更高的安全性。在很多RAID模式中都有较为完备的相互校验/恢复的措施,甚至是直接相互的镜像备份,从而大大提高了RAID系统的容错度,提高了系统的稳定冗余性。

  多种RAID级别

  多年来,RAID定义了许多级别,多数都只是昙花一现,转瞬即逝。其中最著名的定义包括如下几种。

  ●RAID0——RAID0在存储数据时由RAID控制器(硬件或软件)分割成大小相同的数据条,同时写入阵列中的磁盘。如果发挥一下想象力,你会觉得数据象一条带子横跨过所有的阵列磁盘,每个磁盘上的条带深度则是一样的。至于每个条带的深度则要看所采用的RAID类型,在NT系统的软RAID0等级中,每个条带深度只有64KB一种选项,而在硬RAID0等级,可以提供8、16、32、64以及128KB等多种深度参数。

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  ●RAID1——对比RAID0等级,我们能发现硬盘的内容是两两相同的。这就是镜像——两个硬盘的内容完全一样,这等于内容彼此备份。比如阵列中有两个硬盘,在写入时,RAID控制器并不是将数据分成条带而是将数据同时写入两个硬盘。这样,其中任何一个硬盘的数据出现问题,可以马上从另一个硬盘中进行恢复。

 ●RAID1——对比RAID0等级,我们能发现硬盘的内容是两两相同的。这就是镜像——两个硬盘的内容完全一样,这等于内容彼此备份。比如阵列中有两个硬盘,在写入时,RAID控制器并不是将数据分成条带而是将数据同时写入两个硬盘。这样,其中任何一个硬盘的数据出现问题,可以马上从另一个硬盘中进行恢复。

  ●RAID3——以间隔分布的方式将数据分配到不同的磁盘上,并且以并行方式访问数据,从而提高数据的读写速度。该模式将校验位存储在独立的专用磁盘上,因而可以提供较好的容错性能。在数据存入时,数据阵列中处于同一等级的条带的XOR校验编码被即时写在校验盘相应的位置,所以彼此不会干扰混乱。读取时,则在调出条带的同时检查校验盘中相应的XOR编码,进行即时的ECC。由于在读写时与RAID0很相似,所以RAID3具有很高的数据传输效率。

  ●RAID5——将数据和校验位都以间隔分布的方式存储在所有的磁盘上,从而取得更好的负载平衡。该模式在增加数据读取速度的同时还可以有效地提高数据保护性能。

  所有这些RAID层都是由一家行业组织——RAID顾问委员会制订的。当然,除此之外还有一些其他的RAID实施方式。RAID2和4就是由RAID社团定义的,但它们的实际应用极为罕见(事实上,我们只了解到有一家总部设在美国马萨诸塞州公司实施过商用RAID2技术,数据中的位以间隔分布方式存储在不同的磁盘上,以获得更高的速度)。此外,目前比较常见的是将不同层的RAID组合使用的方式,例如RAID1和0(通常写作1+0)及RAID0和1(通常写作0+1)。1+0就是镜像式的间隔存储,而0+1则是间隔存储的镜像,虽然两者都是同样两种RAID级别的组合,但它们组合的结果却是完全不同的。

  RAID6值得关注

  另外还有两种被称为RAID6和RAID7的私有解决方案,它们是由一些厂商推出的。虽然从技术的角度来说这两种实施方式都取得了成功,但由于这两种解决方案在本质上是私有标准,因而在市场中并没有获得广泛采用。RAID7是StorageComputer公司的私有标准,该公司总部设在美国新罕布什尔州,目前已经处于破产的边缘。

  RAID6与RAID5有很多相似之处,但前者将校验码写入到两个驱动器中,后者只写入一个驱动器。由于RAID6要执行两次不同的校验计算,而非一次,因此它的容错性能更好,可以应付两个驱动器同时发生的故障。

  由于需要进行额外的计算并将校验码写入第二个磁盘,RAID6的速度要比RAID5低一些,它并没有在市场上取得成功,主要是因为没有可以与之配合的行业标准。也就是说,到现在为止,这种实施方式仍然是一种私有标准。

  目前,业内的多家机构已经开始合作实现RAID6的标准化,并且可望使该技术在年底前成为一项标准建议。如果真是这样,由于有了Intel的支持,它将很有可能成为一项行业标准。而RAID6将有可能成为读取密集型应用,视频点播和其他固定内容实施中的首选技术。当前参与到该标准制订工作中的企业包括Adaptec、富士通、HP、IBM、Intel、LSILogic和PromiseTechnology。

  RAID-6的全称是“IndependentDatadiskswithtwoindependentdistributedparityschemes(带有两个独立分布式校验方案的独立数据磁盘)”。RAID6与RAID5的不同之处于除了每个磁盘上都有同级数据校验区外,还有一个针对每个数据块的校验区。当然,当前盘数据块的校验数据不可能存在当前盘而是交错存储的,具体形式见图。

目前,业内的多家机构已经开始合作实现RAID6的标准化,并且可望使该技术在年底前成为一项标准建议。如果真是这样,由于有了Intel的支持,它将很有可能成为一项行业标准。而RAID6将有可能成为读取密集型应用,视频点播和其他固定内容实施中的首选技术。当前参与到该标准制订工作中的企业包括Adaptec、富士通、HP、IBM、Intel、LSILogic和PromiseTechnology。    RAID-6的全称是“IndependentDatadiskswithtwoindependentdistributedparityschemes(带有两个独立分布式校验方案的独立数据磁盘)”。RAID6与RAID5的不同之处于除了每个磁盘上都有同级数据校验区外,还有一个针对每个数据块的校验区。当然,当前盘数据块的校验数据不可能存在当前盘而是交错存储的,具体形式见图。

  这样一来,等于每个数据块有了两个校验保护屏障(一个分层校验,一个是总体校验)。但是,由于增加了一个校验,所以写入的效率较RAID5还差,而且控制系统的设计也更为复杂,此外第二块的校验区也减少了有效存储空间。

  由于RAID6相对于RAID5在校验方面的微弱优势和在性能与性价比方面的较大劣势,因此有观点认为,RAID6只是对更高级的数据的冗余进行的一种技术与思路上的尝试。但是,HDS最近新发布的AMS与WMS产品中支持RAID6技术,可以保证在单个RAID组中同时出现两个磁盘故障时的数据可用,从而提高可用性,并相应地减少了磁盘故障时进行RAID组重建的时间。

  其他类似RAID6方案

  HP在服务器与存储产品中也提供一种类似RAID6的技术——RAIDADG(AdvanceDataGuarding)技术,能够为惠普ProLiant服务器提供可靠的数据保护。RAIDADG可译为先进的数据保护技术,是惠普RAID容错方案,将能解决企业的数据损失的问题。RAIDADG技术最大特点是部署了两个奇偶校验集,并提供了2个硬盘(但不是独立的2个校验硬盘)的容量存储这些奇偶校验信息,能同时容忍两块硬盘出现故障,提高企业数据的可靠性。在RAID容量超过2TB和单个RAID卷的总磁盘驱动器达56个的时候,该技术实现了错误保护等级的突破。

  两年前,NetworkAppliance宣布将其RAID-DP(double-diskparity,双磁盘奇偶校验)整合到其全线企业级存储系统中,以便在发生多个与存储相关的磁盘出现故障或错误时为用户提供更强的数据保护。RAID-DP在异构环境中对企业数据故障恢复提供更高的可靠性。与众不同的是,Netapp公司称,其RAID-DP并不会对性能造成很大影响,与RAID4相比,有些应用的性能下降最多不超过3%。

  小编结语:

  RAID的形式是多种多样的,它们都是高可用性和高性能存储的骨干力量。RAID设备的最初应用可以追溯到上世纪80年代末,而在今天,RAID已经成为我们IT生活中一个应用广泛且非常重要部分。

  以上就是关于RAID的相关内容,更多内容尽在课课家教育,欢迎前来咨询!

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