磁盘阵列详解.pdf

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1、磁阵目录•RAID技术•存储架构•现网磁阵与相关技术•磁阵与ZXFS内部公开▲引言目前常见的磁盘，一般有IDE磁盘，SATA磁盘，SCSI磁盘。这些磁盘在性能和可靠性上面差别很大。衡量磁盘的性能，一般从可靠性、转速以及内部工艺3个方面衡量。IDESATASCSI平均故障间隔时间20%工作负载下300K小20%工作负载下500K100%工作负载下时小时1.5M小时特性不支持热插拔，不支持支持热插拔，支持命令具有更好的测试命令排队排队性能转速5200/7200740010000/15000性能单一的低成本微处理器单一的低成本微处理器更快的微处理器高旋转颤动高旋转颤动低旋转颤动内

2、部公开▲RAID基础RAID(RedundantArrayofIndependentDisks)冗余磁盘阵列RAID由多个（最少2块）单独的硬盘组成一个大容量的RAID组RAIDRAID功效通过在多个硬盘上同时存储和读取数据来提高存储系统的数据吞吐量采用校验或镜像备份措施，提高了存储系统的容错度和稳定冗余性RAID技术的核心思想就是”磁盘分带(stripping)”内部公开▲RAID类别区分软RAID：RAID的所有功能都是操作系统（OS）与CPU来完成，效率低，成本低硬RAID：采用专门的RAID控制/处理与I/O处理芯片，效率高，成本高常用RAID级别

3、RAID按照实现原理的不同分为不同的级别，不同的级别之间工作模式是有区别的。整个的RAID结构是一些磁盘结构，通过对磁盘进行组合达到提高效率，减少错误的目的。RAID0、RAID1、RAID4、RAID5、RAID6内部公开▲RAID0RAID0：没有容错设计的条带磁盘阵列，RAID0也叫条带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块，同时写入阵列中的磁盘，就像一条带子横跨过所有的阵列磁盘，并且每个磁盘上的条带深度是一样的任何一块硬盘损坏数据无法恢复ControllerAABBCCDDEEFFGGHHIIJJKK……内部公开▲RAID1RAI

4、D1：也叫镜像，两个硬盘的内容完全一样在存储数据时将数据同时写入两个硬盘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ControllerAAAABBBBCCCC内部公开▲RAID4RAID4：独立的数据硬盘与共享的校验硬盘按数据块为单位进行存储，不同硬盘上的同级数据块通过XOR进行校验，结果保存在单独的校验盘。同级的概念就是指在每个硬盘中同一柱面同一扇区位置的数据算是同级任何一个硬盘上的数据块损坏，可以通过XOR校验值和其它硬盘上的同级数据进行恢复RAID4的写瓶颈：由于RAID4使用了一个专有的校验磁盘，所以，RAID4在处理写请求时有一个内在的瓶

5、颈，阵列中的多个写操作都要读出校验数据，再重写到单个磁盘，因此，校验磁盘是一个系统瓶颈ControllerA0A0A1A1A2A2AParityAParityB0B0B1B1B2B2BParityBParityC0C0C1C1C2C2CParityCParityBlock0Block1Block2Blocks0,1,2Parity内部公开▲RAID5与RAID4的差别：将校验数据以循环的方式放在每一个磁盘中，没有一个专有校验磁盘，因而，没有像RAID4一样的写瓶颈任何一个硬盘上的数据块损坏，可以通过XOR校验值和其它硬盘上的同级数据进行恢复我司光纤磁阵均采用RAID5C

6、ontrollerA0A0A1A1A2A2AParityAParityB0B0B1B1BParityBParityB2B2C0C0CParityCParityC1C1C2C2内部公开▲RAID6RAID4、RAID5：单校验，只能提供一块硬盘的故障冗余RAID6：双校验，能够提供RAID中两块硬盘同时损坏的故障冗余，但性能也略低于RAID4和RAID5，各厂商实现也不一致富士通现在也推出了RAID6NetAPP的RAIDDP即为RAID6的一种实现方式，如湖北中心节点采用NetAPP的NAS磁阵就是作的RAIDDP，如下图所示。RAIDDP性能相比RAID4约低2%-

7、3%ControllerA0A0A1A1A2A23Parity3ParityDParityDParityB0B0B1B12Parity2ParityCParityCParityB2B2C0C01Parity1ParityBParityBParityC1C1C2C20Parity0ParityAParityAParityD1D1D2D2D3D3内部公开▲RAID各级别特点RAID级*RAID-0RAID-1RAID-4RAID-5RAID-6容错性没有有有有有冗余类型没有复制奇偶位奇偶位双奇偶位热备盘选项