RAID如何提高數據可用性
發布時間:2011-05-12
中心議題:
RAID通過為數據提供校驗的方式提高了可用性,在如今各類存儲係統中,RAID已經成為不可或缺的重要組成部分,為保護數據發揮重要作用。
RAID的形式是多種多樣的,它們都是高可用性和高性能存儲的骨幹力量。RAID設備的最初應用可以追溯到上世紀80年代末,而在今天,RAID已經成為我們IT生活中一個應用廣泛且非常重要部分,以至於很多人已經忘記RAID這個縮寫到底是什麼意思。
RAID是由美國加州大學伯克利分校的D.A.Patterson教授在1988年提出的。RAID是RedundentArrayofInexpensiveDisks的縮寫,直譯為“廉價冗餘磁盤陣列”,也簡稱為“磁盤陣列”。後來RAID中的字母I被改作了Independent,RAID就成了“獨立冗餘磁盤陣列”,但這隻是名稱的變化,實質性的內容並沒有改變。簡單地講,RAID技術就是利用多個硬盤的組合提供高效率及冗餘的功能。
RAID的優點
RAID的采用為存儲係統(或者服務器的內置存儲)帶來巨大利益,其中提高傳輸速率和提供容錯功能是最大的優點。
RAID通過同時使用多個磁盤,提高了傳輸速率。RAID通過在多個磁盤上同時存儲和讀取數據來大幅提高存儲係統的數據吞吐量(Throughput)。在RAID中,可以讓很多磁盤驅動器同時傳輸數據,而這些磁盤驅動器在邏輯上又是一個磁盤驅動器,所以使用RAID可以達到單個磁盤驅動器幾倍、幾十倍甚至上百倍的速率。這也是RAID最初想要解決的問題。因為當時CPU的速度增長很快,而磁盤驅動器的數據傳輸速率無法大幅提高,所以需要有一種方案解決二者之間的矛盾。RAID最後成功了。
通過數據校驗,RAID可以提供容錯功能。這是使用RAID的第二個原因,因為普通磁盤驅動器無法提供容錯功能,如果不包括寫在磁盤上的CRC(循環冗餘校驗)碼的話。RAID容錯是建立在每個磁盤驅動器的硬件容錯功能之上的,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/恢複的措施,甚至是直接相互的鏡像備份,從而大大提高了RAID係統的容錯度,提高了係統的穩定冗餘性。
多種RAID級別
多年來,RAID定義了許多級別,多數都隻是曇花一現,轉瞬即逝。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據分配到磁盤上,可提供更快的訪問速度,但並不能為數據提供更好的保護。
RAID1----對數據進行複製,並以鏡像方式存在於不同的磁盤中,從而為提供良好的容錯能力。
RAID3----以yi間jian隔ge分fen布bu的de方fang式shi將jiang數shu據ju分fen配pei到dao不bu同tong的de磁ci盤pan上shang,並bing且qie以yi並bing行xing方fang式shi訪fang問wen數shu據ju,從cong而er提ti高gao數shu據ju的de讀du寫xie速su度du。該gai模mo式shi將jiang校xiao驗yan位wei存cun儲chu在zai獨du立li的de專zhuan用yong磁ci盤pan上shang,因yin而er可ke以yi提ti供gong較jiao好hao的de容rong錯cuo性xing能neng。
RAID5----將jiang數shu據ju和he校xiao驗yan位wei都dou以yi間jian隔ge分fen布bu的de方fang式shi存cun儲chu在zai所suo有you的de磁ci盤pan上shang,從cong而er取qu得de更geng好hao的de負fu載zai平ping衡heng。該gai模mo式shi在zai增zeng加jia數shu據ju讀du取qu速su度du的de同tong時shi還hai可ke以yi有you效xiao地di提ti高gao數shu據ju保bao護hu性xing能neng。
所有這些RAID層都是由一家行業組織----RAID顧問委員會製訂的。當然,除此之外還有一些其他的RAID實施方式。RAID2和4就是由RAID社團定義的,但它們的實際應用極為罕見(事實上,我們隻了解到有一家總部設在美國馬薩諸塞州公司實施過商用RAID2技術,數據中的位以間隔分布方式存儲在不同的磁盤上,以獲得更高的速度)。此外,目前比較常見的是將不同層的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,而0+1則是間隔存儲的鏡像,雖然兩者都是同樣兩種RAID級別的組合,但它們組合的結果卻是完全不同的。
RAID6值得關注
另外還有兩種被稱為RAID6和RAID7desiyoujiejuefangan,tamenshiyouyixiechangshangtuichude。suirancongjishudejiaodulaishuozheliangzhongshishifangshidouqudelechenggong,danyouyuzheliangzhongjiejuefanganzaibenzhishangshisiyoubiaozhun,yinerzaishichangzhongbingmeiyouhuodeguangfancaiyong。RAID7是StorageComputer公司的私有標準,該公司總部設在美國新罕布什爾州,目前已經處於破產的邊緣。[page]
RAID6與RAID5有很多相似之處,但前者將校驗碼寫入到兩個驅動器中,後者隻寫入一個驅動器。由於RAID6要執行兩次不同的校驗計算,而非一次,因此它的容錯性能更好,可以應付兩個驅動器同時發生的故障。
由於需要進行額外的計算並將校驗碼寫入第二個磁盤,RAID6的速度要比RAID5低di一yi些xie,它ta並bing沒mei有you在zai市shi場chang上shang取qu得de成cheng功gong,主zhu要yao是shi因yin為wei沒mei有you可ke以yi與yu之zhi配pei合he的de行xing業ye標biao準zhun。也ye就jiu是shi說shuo,到dao現xian在zai為wei止zhi,這zhe種zhong實shi施shi方fang式shi仍reng然ran是shi一yi種zhong私si有you標biao準zhun。
目前,業內的多家機構已經開始合作實現RAID6的標準化,並且可望使該技術在年底前成為一項標準建議。如果真是這樣,由於有了Intel的支持,它將很有可能成為一項行業標準。而RAID6將有可能成為讀取密集型應用,視頻點播和其他固定內容實施中的首選技術。當前參與到該標準製訂工作中的企業包括Adaptec、富士通、HP、IBM、Intel、LSILogic和PromiseTechnology。
RAID-6的全稱是“IndependentDatadiskswithtwoindependentdistributedparityschemes(帶有兩個獨立分布式校驗方案的獨立數據磁盤)”。RAID6與RAID5的de不bu同tong之zhi處chu於yu除chu了le每mei個ge磁ci盤pan上shang都dou有you同tong級ji數shu據ju校xiao驗yan區qu外wai,還hai有you一yi個ge針zhen對dui每mei個ge數shu據ju塊kuai的de校xiao驗yan區qu。當dang然ran,當dang前qian盤pan數shu據ju塊kuai的de校xiao驗yan數shu據ju不bu可ke能neng存cun在zai當dang前qian盤pan而er是shi交jiao錯cuo存cun儲chu的de,具ju體ti形xing式shi見jian圖tu。

圖1RAID6圖解
這樣一來,等於每個數據塊有了兩個校驗保護屏障(一個分層校驗,一個是總體校驗)。但是,由於增加了一個校驗,所以寫入的效率較RAID5還差,而且控製係統的設計也更為複雜,此外第二塊的校驗區也減少了有效存儲空間。
由於RAID6相對於RAID5在校驗方麵的微弱優勢和在性能與性價比方麵的較大劣勢,因此有觀點認為,RAID6隻是對更高級的數據的冗餘進行的一種技術與思路上的嚐試。但是,HDS最近新發布的AMS與WMS產品中支持RAID6技術,可以保證在單個RAID組中同時出現兩個磁盤故障時的數據可用,從而提高可用性,並相應地減少了磁盤故障時進行RAID組重建的時間。
其他類似RAID6方案
HP在服務器與存儲產品中也提供一種類似RAID6的技術----RAIDADG(AdvanceDataGuarding)技術,能夠為惠普ProLiant服務器提供可靠的數據保護。RAIDADG可譯為先進的數據保護技術,是惠普RAID容錯方案,將能解決企業的數據損失的問題。RAIDADG技術最大特點是部署了兩個奇偶校驗集,並提供了2個硬盤(但不是獨立的2個校驗硬盤)的容量存儲這些奇偶校驗信息,能同時容忍兩塊硬盤出現故障,提高企業數據的可靠性。在RAID容量超過2TB和單個RAID卷的總磁盤驅動器達56個的時候,該技術實現了錯誤保護等級的突破。
兩年前,NetworkAppliance宣布將其RAID-DP(double-diskparity,雙磁盤奇偶校驗)整合到其全線企業級存儲係統中,以便在發生多個與存儲相關的磁盤出現故障或錯誤時為用戶提供更強的數據保護。RAID-DP在異構環境中對企業數據故障恢複提供更高的可靠性。與眾不同的是,NetApp公司稱,其RAID-DP並不會對性能造成很大影響,與RAID4相比,有些應用的性能下降最多不超過3%。
- RAID存儲係統的優點
- RAID級別分類簡介
- RAID新技術
RAID通過為數據提供校驗的方式提高了可用性,在如今各類存儲係統中,RAID已經成為不可或缺的重要組成部分,為保護數據發揮重要作用。
RAID的形式是多種多樣的,它們都是高可用性和高性能存儲的骨幹力量。RAID設備的最初應用可以追溯到上世紀80年代末,而在今天,RAID已經成為我們IT生活中一個應用廣泛且非常重要部分,以至於很多人已經忘記RAID這個縮寫到底是什麼意思。
RAID是由美國加州大學伯克利分校的D.A.Patterson教授在1988年提出的。RAID是RedundentArrayofInexpensiveDisks的縮寫,直譯為“廉價冗餘磁盤陣列”,也簡稱為“磁盤陣列”。後來RAID中的字母I被改作了Independent,RAID就成了“獨立冗餘磁盤陣列”,但這隻是名稱的變化,實質性的內容並沒有改變。簡單地講,RAID技術就是利用多個硬盤的組合提供高效率及冗餘的功能。
RAID的優點
RAID的采用為存儲係統(或者服務器的內置存儲)帶來巨大利益,其中提高傳輸速率和提供容錯功能是最大的優點。
RAID通過同時使用多個磁盤,提高了傳輸速率。RAID通過在多個磁盤上同時存儲和讀取數據來大幅提高存儲係統的數據吞吐量(Throughput)。在RAID中,可以讓很多磁盤驅動器同時傳輸數據,而這些磁盤驅動器在邏輯上又是一個磁盤驅動器,所以使用RAID可以達到單個磁盤驅動器幾倍、幾十倍甚至上百倍的速率。這也是RAID最初想要解決的問題。因為當時CPU的速度增長很快,而磁盤驅動器的數據傳輸速率無法大幅提高,所以需要有一種方案解決二者之間的矛盾。RAID最後成功了。
通過數據校驗,RAID可以提供容錯功能。這是使用RAID的第二個原因,因為普通磁盤驅動器無法提供容錯功能,如果不包括寫在磁盤上的CRC(循環冗餘校驗)碼的話。RAID容錯是建立在每個磁盤驅動器的硬件容錯功能之上的,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/恢複的措施,甚至是直接相互的鏡像備份,從而大大提高了RAID係統的容錯度,提高了係統的穩定冗餘性。
多種RAID級別
多年來,RAID定義了許多級別,多數都隻是曇花一現,轉瞬即逝。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據分配到磁盤上,可提供更快的訪問速度,但並不能為數據提供更好的保護。
RAID1----對數據進行複製,並以鏡像方式存在於不同的磁盤中,從而為提供良好的容錯能力。
RAID3----以yi間jian隔ge分fen布bu的de方fang式shi將jiang數shu據ju分fen配pei到dao不bu同tong的de磁ci盤pan上shang,並bing且qie以yi並bing行xing方fang式shi訪fang問wen數shu據ju,從cong而er提ti高gao數shu據ju的de讀du寫xie速su度du。該gai模mo式shi將jiang校xiao驗yan位wei存cun儲chu在zai獨du立li的de專zhuan用yong磁ci盤pan上shang,因yin而er可ke以yi提ti供gong較jiao好hao的de容rong錯cuo性xing能neng。
RAID5----將jiang數shu據ju和he校xiao驗yan位wei都dou以yi間jian隔ge分fen布bu的de方fang式shi存cun儲chu在zai所suo有you的de磁ci盤pan上shang,從cong而er取qu得de更geng好hao的de負fu載zai平ping衡heng。該gai模mo式shi在zai增zeng加jia數shu據ju讀du取qu速su度du的de同tong時shi還hai可ke以yi有you效xiao地di提ti高gao數shu據ju保bao護hu性xing能neng。
所有這些RAID層都是由一家行業組織----RAID顧問委員會製訂的。當然,除此之外還有一些其他的RAID實施方式。RAID2和4就是由RAID社團定義的,但它們的實際應用極為罕見(事實上,我們隻了解到有一家總部設在美國馬薩諸塞州公司實施過商用RAID2技術,數據中的位以間隔分布方式存儲在不同的磁盤上,以獲得更高的速度)。此外,目前比較常見的是將不同層的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,而0+1則是間隔存儲的鏡像,雖然兩者都是同樣兩種RAID級別的組合,但它們組合的結果卻是完全不同的。
RAID6值得關注
另外還有兩種被稱為RAID6和RAID7desiyoujiejuefangan,tamenshiyouyixiechangshangtuichude。suirancongjishudejiaodulaishuozheliangzhongshishifangshidouqudelechenggong,danyouyuzheliangzhongjiejuefanganzaibenzhishangshisiyoubiaozhun,yinerzaishichangzhongbingmeiyouhuodeguangfancaiyong。RAID7是StorageComputer公司的私有標準,該公司總部設在美國新罕布什爾州,目前已經處於破產的邊緣。[page]
RAID6與RAID5有很多相似之處,但前者將校驗碼寫入到兩個驅動器中,後者隻寫入一個驅動器。由於RAID6要執行兩次不同的校驗計算,而非一次,因此它的容錯性能更好,可以應付兩個驅動器同時發生的故障。
由於需要進行額外的計算並將校驗碼寫入第二個磁盤,RAID6的速度要比RAID5低di一yi些xie,它ta並bing沒mei有you在zai市shi場chang上shang取qu得de成cheng功gong,主zhu要yao是shi因yin為wei沒mei有you可ke以yi與yu之zhi配pei合he的de行xing業ye標biao準zhun。也ye就jiu是shi說shuo,到dao現xian在zai為wei止zhi,這zhe種zhong實shi施shi方fang式shi仍reng然ran是shi一yi種zhong私si有you標biao準zhun。
目前,業內的多家機構已經開始合作實現RAID6的標準化,並且可望使該技術在年底前成為一項標準建議。如果真是這樣,由於有了Intel的支持,它將很有可能成為一項行業標準。而RAID6將有可能成為讀取密集型應用,視頻點播和其他固定內容實施中的首選技術。當前參與到該標準製訂工作中的企業包括Adaptec、富士通、HP、IBM、Intel、LSILogic和PromiseTechnology。
RAID-6的全稱是“IndependentDatadiskswithtwoindependentdistributedparityschemes(帶有兩個獨立分布式校驗方案的獨立數據磁盤)”。RAID6與RAID5的de不bu同tong之zhi處chu於yu除chu了le每mei個ge磁ci盤pan上shang都dou有you同tong級ji數shu據ju校xiao驗yan區qu外wai,還hai有you一yi個ge針zhen對dui每mei個ge數shu據ju塊kuai的de校xiao驗yan區qu。當dang然ran,當dang前qian盤pan數shu據ju塊kuai的de校xiao驗yan數shu據ju不bu可ke能neng存cun在zai當dang前qian盤pan而er是shi交jiao錯cuo存cun儲chu的de,具ju體ti形xing式shi見jian圖tu。

圖1RAID6圖解
這樣一來,等於每個數據塊有了兩個校驗保護屏障(一個分層校驗,一個是總體校驗)。但是,由於增加了一個校驗,所以寫入的效率較RAID5還差,而且控製係統的設計也更為複雜,此外第二塊的校驗區也減少了有效存儲空間。
由於RAID6相對於RAID5在校驗方麵的微弱優勢和在性能與性價比方麵的較大劣勢,因此有觀點認為,RAID6隻是對更高級的數據的冗餘進行的一種技術與思路上的嚐試。但是,HDS最近新發布的AMS與WMS產品中支持RAID6技術,可以保證在單個RAID組中同時出現兩個磁盤故障時的數據可用,從而提高可用性,並相應地減少了磁盤故障時進行RAID組重建的時間。
其他類似RAID6方案
HP在服務器與存儲產品中也提供一種類似RAID6的技術----RAIDADG(AdvanceDataGuarding)技術,能夠為惠普ProLiant服務器提供可靠的數據保護。RAIDADG可譯為先進的數據保護技術,是惠普RAID容錯方案,將能解決企業的數據損失的問題。RAIDADG技術最大特點是部署了兩個奇偶校驗集,並提供了2個硬盤(但不是獨立的2個校驗硬盤)的容量存儲這些奇偶校驗信息,能同時容忍兩塊硬盤出現故障,提高企業數據的可靠性。在RAID容量超過2TB和單個RAID卷的總磁盤驅動器達56個的時候,該技術實現了錯誤保護等級的突破。
兩年前,NetworkAppliance宣布將其RAID-DP(double-diskparity,雙磁盤奇偶校驗)整合到其全線企業級存儲係統中,以便在發生多個與存儲相關的磁盤出現故障或錯誤時為用戶提供更強的數據保護。RAID-DP在異構環境中對企業數據故障恢複提供更高的可靠性。與眾不同的是,NetApp公司稱,其RAID-DP並不會對性能造成很大影響,與RAID4相比,有些應用的性能下降最多不超過3%。
特別推薦
- 噪聲中提取真值!瑞盟科技推出MSA2240電流檢測芯片賦能多元高端測量場景
- 10MHz高頻運行!氮矽科技發布集成驅動GaN芯片,助力電源能效再攀新高
- 失真度僅0.002%!力芯微推出超低內阻、超低失真4PST模擬開關
- 一“芯”雙電!聖邦微電子發布雙輸出電源芯片,簡化AFE與音頻設計
- 一機適配萬端:金升陽推出1200W可編程電源,賦能高端裝備製造
技術文章更多>>
- 算力爆發遇上電源革新,大聯大世平集團攜手晶豐明源線上研討會解鎖應用落地
- 築基AI4S:摩爾線程全功能GPU加速中國生命科學自主生態
- 一秒檢測,成本降至萬分之一,光引科技把幾十萬的台式光譜儀“搬”到了手腕上
- AI服務器電源機櫃Power Rack HVDC MW級測試方案
- 突破工藝邊界,奎芯科技LPDDR5X IP矽驗證通過,速率達9600Mbps
技術白皮書下載更多>>
- 車規與基於V2X的車輛協同主動避撞技術展望
- 數字隔離助力新能源汽車安全隔離的新挑戰
- 汽車模塊拋負載的解決方案
- 車用連接器的安全創新應用
- Melexis Actuators Business Unit
- Position / Current Sensors - Triaxis Hall
熱門搜索
微波功率管
微波開關
微波連接器
微波器件
微波三極管
微波振蕩器
微電機
微調電容
微動開關
微蜂窩
位置傳感器
溫度保險絲
溫度傳感器
溫控開關
溫控可控矽
聞泰
穩壓電源
穩壓二極管
穩壓管
無焊端子
無線充電
無線監控
無源濾波器
五金工具
物聯網
顯示模塊
顯微鏡結構
線圈
線繞電位器
線繞電阻




