浪潮智能RAID技術(shù)為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)保駕護(hù)航

1、 浪潮智能RAID技術(shù)為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)保駕護(hù)航 浪潮智能RAID技術(shù)為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)保駕護(hù)航摘要如今，隨著數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量的爆發(fā)式增長，單塊硬盤容量越來越大，傳統(tǒng)RAID的缺陷也隨之暴露出來，各大存儲(chǔ)廠商紛紛推出應(yīng)對(duì)之策。InRAID是浪潮存儲(chǔ)針對(duì)傳統(tǒng)RAID缺陷推出的智能RAID技術(shù)，其通過“2+1”數(shù)據(jù)虛擬化管理，進(jìn)行硬盤資源池化，以實(shí)現(xiàn)重構(gòu)效率提升10倍、擴(kuò)容能力提升5倍以及閃存性能提升40%。背景介紹信息化時(shí)代各項(xiàng)科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展、日新月異，也許今天的新技術(shù)明天可能就會(huì)被更新的技術(shù)所代替或超越。1987年誕生的RAID 技術(shù)曾被譽(yù)為成熟、可靠的磁盤系統(tǒng)數(shù)據(jù)保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，但是近年來隨著磁盤技術(shù)的發(fā)展，單塊硬盤

2、容量越來越大， 傳統(tǒng)RAID的缺陷也隨之出來，其主要表現(xiàn)在，一，硬盤故障時(shí)重構(gòu)所需時(shí)間長達(dá)十幾小時(shí)甚至幾天；二，重構(gòu)進(jìn)程會(huì)占用系統(tǒng)的資源，導(dǎo)致應(yīng)用系統(tǒng)整體性能下降；三，在漫長的數(shù)據(jù)重構(gòu)過程中，繁重的讀寫操作可能引起 RAID 組中其他磁盤也出現(xiàn)故障，極大地增加數(shù)據(jù)丟失的風(fēng)險(xiǎn)。鑒于傳統(tǒng)RAID所暴露出的缺陷，各大存儲(chǔ)廠商紛紛推出了重構(gòu)速度更快、擴(kuò)容能力更高、閃存性能更強(qiáng)的新一代RAID技術(shù)。目前，成熟的新一代RAID技術(shù)有浪潮存儲(chǔ)的InRAID、華為的Raid2.0+、富士通的Raid-FR、HPE 的FAST Raid等。眾所周知，傳統(tǒng)的RAID架構(gòu)，是由磁盤RAID組LUN主機(jī)的4層組成，其

3、選擇一定數(shù)量的磁盤組成RAID組，指定一塊硬盤作為熱備盤（hot spare），然后根據(jù)自己的容量需求劃分LUN大小，映射給主機(jī)使用。據(jù)了解，新一代RAID技術(shù)在建立RAID之前，先將所有的磁盤空間切分為數(shù)個(gè)區(qū)塊，然后，以這種虛擬磁盤塊為單位，橫跨所有磁盤組成具有容錯(cuò)能力、提供相當(dāng)于RAID組的虛擬磁盤塊組，然后在這些虛擬磁盤塊組上劃分出更小的extent，組成主機(jī)需要容量的LUN。這種架構(gòu)下，由于虛擬磁盤塊橫跨所有硬盤，同樣熱備盤空間也是由分散在所有磁盤上的空間虛擬磁盤塊來提供，所以當(dāng)一塊磁盤故障、需要重構(gòu)時(shí)，RAID組涉及的所有硬盤都會(huì)參與重建，并且寫入數(shù)據(jù)也會(huì)分布在所有磁盤上，因此新一代

4、RAID技術(shù)重構(gòu)速度和性能比傳統(tǒng)RAID技術(shù)均有顯著提升。邏輯磁盤示意圖解決方案介紹浪潮存儲(chǔ)InRAID 專為解決傳統(tǒng)RAID缺陷而生InRAID是浪潮存儲(chǔ)針對(duì)傳統(tǒng)RAID缺陷推出的智能RAID技術(shù)，InRAID將傳統(tǒng)RAID的固定管理模式升級(jí)為2+1數(shù)據(jù)虛擬化管理模式（其中，1是指同一類型的硬盤進(jìn)行1次RAID分組；2是指硬盤的兩層虛擬化，第一層是硬盤切分為KB級(jí)邏輯塊，第二層是不同類型硬盤的多個(gè)邏輯塊構(gòu)成一個(gè)LUN），通過“2+1”數(shù)據(jù)虛擬化管理（2次硬盤邏輯化+1次用戶態(tài)虛擬化），實(shí)現(xiàn)硬盤資源池化。InRAID技術(shù)的2+1數(shù)據(jù)虛擬化管理模式InRAID的“2次硬盤邏輯化+1次用戶態(tài)虛擬化

5、”管理模式中2次硬盤邏輯化包括，一次硬盤RAID化：對(duì)于系統(tǒng)內(nèi)部物理硬盤，按介質(zhì)的性能不同分配不同的Disk&LUN，包括SAS SSD、RI SSD（讀取密集型SSD）、SAS HDD、SAS NearLine HDD（SAS協(xié)議的近線磁盤）四類存儲(chǔ)存儲(chǔ)介質(zhì)，將系統(tǒng)內(nèi)部每種不同類型的存儲(chǔ)介質(zhì)按一定數(shù)量劃分為邏輯上的RAID；以及一次KB級(jí)邏輯塊：將不同硬盤上按RAID組成Mdisk，再將Mdisk切分成16MB-8GB，默認(rèn)1GB（大小可配置）的更細(xì)粒度邏輯塊（Extent）。1次用戶態(tài)虛擬化是指，完成一次面向用戶態(tài)的共享卷構(gòu)建，按需將1-N個(gè)更細(xì)粒度邏輯塊（Extent）組成卷（Volum

6、e）/文件（File）。因此，InRAID相比傳統(tǒng)RAID，能夠?qū)崿F(xiàn)重構(gòu)效率提升10倍、擴(kuò)容能力提升5倍以及閃存性能提升40%。重構(gòu)效率提升10倍 降低重構(gòu)期間的硬盤失效概率當(dāng)一個(gè)邏輯塊故障時(shí)，重構(gòu)的僅是一個(gè)邏輯塊大小的數(shù)據(jù)，1-3秒即可完成重構(gòu)。當(dāng)一個(gè)物理硬盤故障時(shí)，RAID組內(nèi)所有硬盤參加重構(gòu)。以一塊2TB 7.2K rpm盤重構(gòu)為例，用浪潮存儲(chǔ)的InRAID重構(gòu)，每TB重構(gòu)小于30分鐘完成（傳統(tǒng)RAID下每TB重構(gòu)需要9小時(shí)），2TB重構(gòu)時(shí)間縮短至1小時(shí)內(nèi)，重構(gòu)效率比傳統(tǒng)RAID提升10倍以上，大大降低重構(gòu)期間的硬盤失效概率。浪潮存儲(chǔ)的InRAID重構(gòu)效率提升10倍可承載128塊硬盤 擴(kuò)

7、容能力提升5倍InRAID和傳統(tǒng)RAID相比，承載主機(jī)IO的硬盤數(shù)量發(fā)生了變化，可承載128塊硬盤，比傳統(tǒng)RAID容量提升5倍以上,此外InRAID不再配置閑置的熱備盤，所有盤都在處理IO，減少閑置熱備浪費(fèi)。多個(gè)線程處理I/O 閃存性能提升40%InRAID技術(shù)有多個(gè)線程處理IO，具備混合工作負(fù)載處理能力，可針對(duì)不同IO大小進(jìn)行并行處理，尤其對(duì)SSD的處理有很大的性能提升,寫IOPS性能可提升40%?？蛻羰找鍵DC認(rèn)為伴隨著以數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、自然語言處理和深度學(xué)習(xí)等技術(shù)越來越改變我們的生活，到2025年，全球數(shù)據(jù)將暴漲至163ZB(1ZB =1萬億GB)，相當(dāng)于2016年所產(chǎn)生 16.1ZB數(shù)據(jù)的十倍。為了滿足數(shù)據(jù)增長的需求，設(shè)備制造商不斷地提升技術(shù)來增加磁盤單位存儲(chǔ)密度，高容量磁盤和高性能 磁盤如今已經(jīng)非常普遍。當(dāng)這些高容量磁盤出現(xiàn)磁盤故障需要進(jìn)行數(shù)據(jù)重構(gòu)時(shí)，傳統(tǒng) RAID顯然已經(jīng)不能從容應(yīng)對(duì)，浪潮存儲(chǔ)智能RAI