- RAID存儲(chǔ)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)
- RAID級(jí)別分類簡(jiǎn)介
- RAID新技術(shù)
RAID通過(guò)為數(shù)據(jù)提供校驗(yàn)的方式提高了可用性，在如今各類存儲(chǔ)系統(tǒng)中，RAID已經(jīng)成為不可或缺的重要組成部分，為保護(hù)數(shù)據(jù)發(fā)揮重要作用。
RAID的形式是多種多樣的，它們都是高可用性和高性能存儲(chǔ)的骨干力量。RAID設(shè)備的最初應(yīng)用可以追溯到上世紀(jì)80年代末，而在今天，RAID已經(jīng)成為我們IT生活中一個(gè)應(yīng)用廣泛且非常重要部分，以至于很多人已經(jīng)忘記RAID這個(gè)縮寫到底是什么意思。
RAID是由美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校的D.A.Patterson教授在1988年提出的。RAID是RedundentArrayofInexpensiveDisks的縮寫，直譯為“廉價(jià)冗余磁盤陣列”，也簡(jiǎn)稱為“磁盤陣列”。后來(lái)RAID中的字母I被改作了Independent，RAID就成了“獨(dú)立冗余磁盤陣列”，但這只是名稱的變化，實(shí)質(zhì)性的內(nèi)容并沒(méi)有改變。簡(jiǎn)單地講，RAID技術(shù)就是利用多個(gè)硬盤的組合提供高效率及冗余的功能。
RAID的優(yōu)點(diǎn)
RAID的采用為存儲(chǔ)系統(tǒng)（或者服務(wù)器的內(nèi)置存儲(chǔ)）帶來(lái)巨大利益，其中提高傳輸速率和提供容錯(cuò)功能是最大的優(yōu)點(diǎn)。
RAID通過(guò)同時(shí)使用多個(gè)磁盤，提高了傳輸速率。RAID通過(guò)在多個(gè)磁盤上同時(shí)存儲(chǔ)和讀取數(shù)據(jù)來(lái)大幅提高存儲(chǔ)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)吞吐量（Throughput）。在RAID中，可以讓很多磁盤驅(qū)動(dòng)器同時(shí)傳輸數(shù)據(jù)，而這些磁盤驅(qū)動(dòng)器在邏輯上又是一個(gè)磁盤驅(qū)動(dòng)器，所以使用RAID可以達(dá)到單個(gè)磁盤驅(qū)動(dòng)器幾倍、幾十倍甚至上百倍的速率。這也是RAID最初想要解決的問(wèn)題。因?yàn)楫?dāng)時(shí)CPU的速度增長(zhǎng)很快，而磁盤驅(qū)動(dòng)器的數(shù)據(jù)傳輸速率無(wú)法大幅提高，所以需要有一種方案解決二者之間的矛盾。RAID最后成功了。
通過(guò)數(shù)據(jù)校驗(yàn)，RAID可以提供容錯(cuò)功能。這是使用RAID的第二個(gè)原因，因?yàn)槠胀ù疟P驅(qū)動(dòng)器無(wú)法提供容錯(cuò)功能，如果不包括寫在磁盤上的CRC(循環(huán)冗余校驗(yàn))碼的話。RAID容錯(cuò)是建立在每個(gè)磁盤驅(qū)動(dòng)器的硬件容錯(cuò)功能之上的，所以它提供更高的安全性。在很多RAID模式中都有較為完備的相互校驗(yàn)/恢復(fù)的措施，甚至是直接相互的鏡像備份，從而大大提高了RAID系統(tǒng)的容錯(cuò)度，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定冗余性。
多種RAID級(jí)別
多年來(lái)，RAID定義了許多級(jí)別，多數(shù)都只是曇花一現(xiàn)，轉(zhuǎn)瞬即逝。其中最著名的定義包括如下幾種。
RAID0----以間隔分布的方式將數(shù)據(jù)分配到磁盤上，可提供更快的訪問(wèn)速度，但并不能為數(shù)據(jù)提供更好的保護(hù)。
RAID1----對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)制，并以鏡像方式存在于不同的磁盤中，從而為提供良好的容錯(cuò)能力。
RAID3----以間隔分布的方式將數(shù)據(jù)分配到不同的磁盤上，并且以并行方式訪問(wèn)數(shù)據(jù)，從而提高數(shù)據(jù)的讀寫速度。該模式將校驗(yàn)位存儲(chǔ)在獨(dú)立的專用磁盤上，因而可以提供較好的容錯(cuò)性能。
RAID5----將數(shù)據(jù)和校驗(yàn)位都以間隔分布的方式存儲(chǔ)在所有的磁盤上，從而取得更好的負(fù)載平衡。該模式在增加數(shù)據(jù)讀取速度的同時(shí)還可以有效地提高數(shù)據(jù)保護(hù)性能。
所有這些RAID層都是由一家行業(yè)組織----RAID顧問(wèn)委員會(huì)制訂的。當(dāng)然，除此之外還有一些其他的RAID實(shí)施方式。RAID2和4就是由RAID社團(tuán)定義的，但它們的實(shí)際應(yīng)用極為罕見(jiàn)（事實(shí)上，我們只了解到有一家總部設(shè)在美國(guó)馬薩諸塞州公司實(shí)施過(guò)商用RAID2技術(shù)，數(shù)據(jù)中的位以間隔分布方式存儲(chǔ)在不同的磁盤上，以獲得更高的速度）。此外，目前比較常見(jiàn)的是將不同層的RAID組合使用的方式，例如RAID1和0（通常寫作1+0）及RAID0和1（通常寫作0+1）。1+0就是鏡像式的間隔存儲(chǔ)，而0+1則是間隔存儲(chǔ)的鏡像，雖然兩者都是同樣兩種RAID級(jí)別的組合，但它們組合的結(jié)果卻是完全不同的。
RAID6值得關(guān)注
另外還有兩種被稱為RAID6和RAID7的私有解決方案，它們是由一些廠商推出的。雖然從技術(shù)的角度來(lái)說(shuō)這兩種實(shí)施方式都取得了成功，但由于這兩種解決方案在本質(zhì)上是私有標(biāo)準(zhǔn)，因而在市場(chǎng)中并沒(méi)有獲得廣泛采用。RAID7是StorageComputer公司的私有標(biāo)準(zhǔn)，該公司總部設(shè)在美國(guó)新罕布什爾州，目前已經(jīng)處于破產(chǎn)的邊緣。[page]
RAID6與RAID5有很多相似之處，但前者將校驗(yàn)碼寫入到兩個(gè)驅(qū)動(dòng)器中，后者只寫入一個(gè)驅(qū)動(dòng)器。由于RAID6要執(zhí)行兩次不同的校驗(yàn)計(jì)算，而非一次，因此它的容錯(cuò)性能更好，可以應(yīng)付兩個(gè)驅(qū)動(dòng)器同時(shí)發(fā)生的故障。
由于需要進(jìn)行額外的計(jì)算并將校驗(yàn)碼寫入第二個(gè)磁盤，RAID6的速度要比RAID5低一些，它并沒(méi)有在市場(chǎng)上取得成功，主要是因?yàn)闆](méi)有可以與之配合的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。也就是說(shuō)，到現(xiàn)在為止，這種實(shí)施方式仍然是一種私有標(biāo)準(zhǔn)。
目前，業(yè)內(nèi)的多家機(jī)構(gòu)已經(jīng)開(kāi)始合作實(shí)現(xiàn)RAID6的標(biāo)準(zhǔn)化，并且可望使該技術(shù)在年底前成為一項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)建議。如果真是這樣，由于有了Intel的支持，它將很有可能成為一項(xiàng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。而RAID6將有可能成為讀取密集型應(yīng)用，視頻點(diǎn)播和其他固定內(nèi)容實(shí)施中的首選技術(shù)。當(dāng)前參與到該標(biāo)準(zhǔn)制訂工作中的企業(yè)包括Adaptec、富士通、HP、IBM、Intel、LSILogic和PromiseTechnology。
RAID-6的全稱是“IndependentDatadiskswithtwoindependentdistributedparityschemes（帶有兩個(gè)獨(dú)立分布式校驗(yàn)方案的獨(dú)立數(shù)據(jù)磁盤）”。RAID6與RAID5的不同之處于除了每個(gè)磁盤上都有同級(jí)數(shù)據(jù)校驗(yàn)區(qū)外，還有一個(gè)針對(duì)每個(gè)數(shù)據(jù)塊的校驗(yàn)區(qū)。當(dāng)然，當(dāng)前盤數(shù)據(jù)塊的校驗(yàn)數(shù)據(jù)不可能存在當(dāng)前盤而是交錯(cuò)存儲(chǔ)的，具體形式見(jiàn)圖。
圖1RAID6圖解
這樣一來(lái)，等于每個(gè)數(shù)據(jù)塊有了兩個(gè)校驗(yàn)保護(hù)屏障（一個(gè)分層校驗(yàn)，一個(gè)是總體校驗(yàn)）。但是，由于增加了一個(gè)校驗(yàn)，所以寫入的效率較RAID5還差，而且控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也更為復(fù)雜，此外第二塊的校驗(yàn)區(qū)也減少了有效存儲(chǔ)空間。
由于RAID6相對(duì)于RAID5在校驗(yàn)方面的微弱優(yōu)勢(shì)和在性能與性價(jià)比方面的較大劣勢(shì)，因此有觀點(diǎn)認(rèn)為，RAID6只是對(duì)更高級(jí)的數(shù)據(jù)的冗余進(jìn)行的一種技術(shù)與思路上的嘗試。但是，HDS最近新發(fā)布的AMS與WMS產(chǎn)品中支持RAID6技術(shù)，可以保證在單個(gè)RAID組中同時(shí)出現(xiàn)兩個(gè)磁盤故障時(shí)的數(shù)據(jù)可用，從而提高可用性，并相應(yīng)地減少了磁盤故障時(shí)進(jìn)行RAID組重建的時(shí)間。
其他類似RAID6方案
HP在服務(wù)器與存儲(chǔ)產(chǎn)品中也提供一種類似RAID6的技術(shù)----RAIDADG（AdvanceDataGuarding）技術(shù)，能夠?yàn)榛萜誔roLiant服務(wù)器提供可靠的數(shù)據(jù)保護(hù)。RAIDADG可譯為先進(jìn)的數(shù)據(jù)保護(hù)技術(shù)，是惠普RAID容錯(cuò)方案，將能解決企業(yè)的數(shù)據(jù)損失的問(wèn)題。RAIDADG技術(shù)最大特點(diǎn)是部署了兩個(gè)奇偶校驗(yàn)集，并提供了2個(gè)硬盤（但不是獨(dú)立的2個(gè)校驗(yàn)硬盤）的容量存儲(chǔ)這些奇偶校驗(yàn)信息，能同時(shí)容忍兩塊硬盤出現(xiàn)故障，提高企業(yè)數(shù)據(jù)的可靠性。在RAID容量超過(guò)2TB和單個(gè)RAID卷的總磁盤驅(qū)動(dòng)器達(dá)56個(gè)的時(shí)候，該技術(shù)實(shí)現(xiàn)了錯(cuò)誤保護(hù)等級(jí)的突破。
兩年前，NetworkAppliance宣布將其RAID-DP（double-diskparity，雙磁盤奇偶校驗(yàn)）整合到其全線企業(yè)級(jí)存儲(chǔ)系統(tǒng)中，以便在發(fā)生多個(gè)與存儲(chǔ)相關(guān)的磁盤出現(xiàn)故障或錯(cuò)誤時(shí)為用戶提供更強(qiáng)的數(shù)據(jù)保護(hù)。RAID-DP在異構(gòu)環(huán)境中對(duì)企業(yè)數(shù)據(jù)故障恢復(fù)提供更高的可靠性。與眾不同的是，NetApp公司稱，其RAID-DP并不會(huì)對(duì)性能造成很大影響，與RAID4相比，有些應(yīng)用的性能下降最多不超過(guò)3%。
