EMC CX-series系列磁盤陣列中使用RAID(獨立磁盤冗余)技術,通過 RAID技術，可以將單獨的磁盤組成一個邏輯單元(LUN)以提高可靠性和性能。在這一系列中支持5種RAID級別以及兩種磁盤設置：(單個單元和 hotspare熱備盤)。你可以通過使用存儲系統(tǒng)管理實用程序綁定磁盤以將其組成一個RAID組。其中4鐘RAID級別使用磁盤條帶化，兩種使用鏡像。

　　什么是磁盤條帶化(RAID)

　　通過使用磁盤條帶，存儲系統(tǒng)硬件可以同時且獨立地從多個磁盤讀寫數據。磁盤條帶化通過允許若干讀/寫磁頭同時執(zhí)行來增強性能。 從每個磁盤讀取或向其寫入的信息量組成了條帶元素大小。條帶大小等于條帶元素大小乘以組中的磁盤數。例如：假設條帶元素大小 (Stripe element size)為128個扇區(qū)(默認)。如果組中有5個磁盤，則用5*條帶元素大小128=640個扇區(qū)。在大多數RAID 類型中，存儲系統(tǒng)均使用磁盤條帶化。

　　什么是鏡像：鏡像維護了邏輯磁盤映像的拷貝，可 以在無法訪問source image時繼續(xù)提供訪問。鏡像包括硬件鏡像(SP同步磁盤映像)和軟件鏡像(操作系統(tǒng)同步映像)。但操作系統(tǒng)同步映像會占用 服務器資源。在存儲系統(tǒng)中，可以通過將磁盤綁定為RAID1鏡像對或RAID1/0組來創(chuàng)建硬件鏡像。對于任一RAID類型的LUN，存儲系統(tǒng)可以使用 MirrorView軟件維護遠程拷貝。

　　RAID類型 RAID 5組(單個存取陣列)

　　RAID 5組通常包括5個磁盤，但也可以包含3-16塊磁盤，RAID 5使用磁盤條帶化。使用RAID5組最多可以創(chuàng)建32個RAID 5 LUN，以將磁盤空間分配給不同的用戶、服務器及應用。

　　存儲系統(tǒng)將寫入奇偶校驗信息，以在組中某個磁盤出現故障時能夠繼續(xù)運行。更換故障磁盤后，SP使用存儲在正常工作磁盤上的信息來重建組。在重建過程中，系統(tǒng)性能會降低。但是，存儲系統(tǒng)可以繼續(xù)運行，并且用戶可以訪問所有數據(包括存儲在故障磁盤上的數據)

　　上圖顯示了5個磁盤的RAID5組，具有缺省條帶元素大小(Stripe element size)的用戶數據和奇偶校驗數據。條帶大小是所有條帶元素的總和，注意：條帶元素大小缺省為128個扇區(qū)，即65536字節(jié)。另外RAID5組具有優(yōu)異的讀取性能和良好的寫入性能。優(yōu)異的寫入性能主要得益于存儲系統(tǒng)緩存。
 

　　RAID 3組(并行存儲陣列)

　　RAID3組由5個或9個磁盤組成。硬件始終從所有磁盤中讀寫數據。RAID3組使用磁盤條帶化。為了維護RAID3的性能，你可以為每個RAID3組僅創(chuàng)建一個LUN。

　　存儲系統(tǒng)將寫入奇偶校驗信息，以在組中某個磁盤出現故障時能夠繼續(xù)運行。更換故障磁盤后，SP使用存儲在正常工作磁盤上的信息來重建組。在重建過程中，系統(tǒng) 性能會降低。但是，存儲系統(tǒng)可以繼續(xù)運行，并且用戶可以訪問所有數據(包括存儲在故障磁盤上的數據)，這與RAID5相同。

　　如上圖顯示了RAID3組中數據塊大小為2KB的用戶數據和奇偶校驗數據。RAID3和RAID5的不同點在于：

　　1.RAID3組中，硬件順序處理磁盤請求，而RAID5組中，硬件可以間隔處理磁盤請求。

　　2.RAID3組中，奇偶校驗信息存儲在一個磁盤上，而RAID5組中，奇偶校驗信息存儲在所有磁盤上。

　　3.RAID3組中，每個磁盤的I/O僅在較小單位(一個扇區(qū))內進行。

　　另外，每個RAID3組均需要一些專用SP內存(建議每組為6MB)。此內存在創(chuàng)建組時進行分配，不能再用于存儲系統(tǒng)緩存。為了獲得最佳性能，建議不要把RAID3組和RAID5、RAID1/0或RAID0組同時使用，但因為RAID1和單個單元所需占用的SP處理能力較少，所以可以與RAID3配合工作。
 

　　RAID1鏡像

　　RAID1組由兩個被存儲系統(tǒng)硬件自動鏡像的磁盤組成，可以使用RAID1組創(chuàng)建多個RAID1 LUN，以將磁盤空間分配給不同的用戶、服務器和應用。

　　存儲系統(tǒng)中的RAID1硬件鏡像與軟件鏡像、遠程鏡像或其它磁盤類型的硬件鏡像不同。從功能上，區(qū)別在于不能手動停止RAID1的鏡像，因此也不能單獨訪問 其中一個映像。如果要單獨使用此類鏡像中的一個磁盤，必須對鏡像解除綁定(將丟失所有數據)，再重新綁定為其它類型。

　　對于存儲系統(tǒng)，RAID1硬件鏡像具有以下優(yōu)點：

　　1.自動運行，無需發(fā)出命令來啟動它

　　2.映像的物理復制

　　3.可以選擇重建時段，在此期間SP可以在出現故障后重新創(chuàng)建次映像。

　　對于RAID1，存儲系統(tǒng)向兩個磁盤寫入相同的數據。

　　RAID0(非固定陣列)

　　RAID0組由3-16個磁盤組成。RAID0組使用磁盤條帶化，使用這種技術硬件可以同時向多個磁盤讀寫數據。每個RAID0組最多可以創(chuàng)建32個LUN

　　使用RAID0時，硬件不在任何磁盤上維護奇偶校驗信息，此類型本身沒有數據冗余。RAID0通過對不同磁盤同時進行I/O來提高性能。

　　RAID 1/0組(鏡像的RAID0組)

　　RAID1/0 可以由4/6/7/10/12/14/16個磁盤組成，這些磁盤構成兩個鏡像映像，每個映像包含2-8個磁盤，RAID1/0使用磁盤條帶化。它綜合了 RAID0的速度優(yōu)勢和鏡像的冗余優(yōu)勢。使用RAID1/0組最多可以創(chuàng)建32個RAID1/0 LUN。

　　上圖顯示了6個磁盤的RAID1/0組，RAID1/0組可以在多個磁盤出現故障后繼續(xù)運行，前提是每個映像對中有一個磁盤能夠正常運行。 單個磁盤單元

　　單個磁盤單元是獨立于機柜中任何其他磁盤的綁定磁盤，它本身沒有高可用性，可通過軟件鏡像將它和其它單個單元配合使用來提高可用性。沒個單個磁盤單元可以創(chuàng)建一個LUN 熱備盤(hoyspare)

　　熱備盤是專用的備用磁盤，用戶不能在此磁盤上存儲信息，熱備盤具有全局性，如果RAID5組、RAID3組、RAID1或RAID1/0組中任一磁盤出現故 障，SP可以在熱備盤上自動重建出現故障的磁盤的結構。SP完成重建后，磁盤組將使用熱備盤替代出現故障的磁盤正常運行。更換故障磁盤后，SP會將數據從 熱備盤拷貝到替換磁盤上。拷貝完成后，磁盤組將使用原插槽中的磁盤，并且SP將自動停止使用熱備盤。注意：如果熱備盤的容量小于RAID組中故障磁盤的容量，則RAID組將無法使用熱備盤。如果使用不同容量的多塊熱備盤，存儲系統(tǒng)將自動使用適合大小的熱備盤替換出現故障的磁盤。
 

　　#p#副標題#e#

RAID利弊權衡

　　下表比較了各種RAID類型讀寫性能和每GB的相對成本。表中數據為理論最大值。

　　性能方面考慮：

　　1. RAID5具有單個存取功能，允許對組中的每個磁盤同時進行讀取，可提供較高的讀吞吐量。如果存儲系統(tǒng)使用寫緩存，RAID5將具有優(yōu)異的寫入性能。

　　2. RAID3 具有病行存取功能，可以為連續(xù)的大塊(大于 64 KB 的塊)請求提供較高的吞吐量。使用 RAID 3 時，系統(tǒng)將在每個請求中訪問所有五個磁盤，但 是在寫入前無需讀取數據和奇偶校驗 - 這對大塊請求來說是一個優(yōu)點，但對小塊請求則不是。RAID 3 使用 SP 內存時無需緩存，這意味著您不必使 用緩存所需的次 SP 和 BBU。通常，I/O 請求大小越大，RAID 3 組的性能越好。當讀取請求達到 1MB 時，讀取性能將快速增強。當寫入 請求為大于 256 KB 的連續(xù)寫入請求時，寫入性能將大大增強。對于發(fā)出極大 I/O 請求的應用，RAID 3 LUN 提供的寫入性能明顯高 于 RAID 5 LUN。

　　3. RAID 1 鏡像對將其磁盤鎖定為同步狀態(tài)，但是 SP 可以從讀 / 寫磁頭相距較近的磁盤讀取數據。因此，RAID 1 的讀取性能是單個磁盤讀取性能的兩倍，而其寫入性能與單個磁盤的寫入性能相同。

　　4. RAID 0 組 (非冗余單個存取陣列)或 RAID 1/0 組(鏡像 RAID 0組)可以同時執(zhí)行的 I/O 操作數量與組中的磁盤數量相同。由于RAID 1 /0 鎖定 RAID 0 磁盤對的方式與 RAID 1 相同，因此 RAID1/0 的性能等于磁盤對的數量乘以 RAID 1 的性能數值。如果對 某一特定 LUN 要求較高的吞吐量，請使用 RAID 1/0 或 RAID 0 組。RAID1/0 組至少需要四個磁盤; RAID 0 組至少需 要三個磁盤。

　　5.單個單元的每個讀取或寫入操作只能進行一個 I/O 操作。

 　　存儲靈活性方面考慮：某些RAID 組類型(RAID 5、RAID 1、RAID 1/0 和 RAID 0)允許在每個組中最多創(chuàng)建 32 個 LUN。這可以增加靈活 性，特別是對于較大的磁盤，因為這使您可以將不同大小的 LUN 分配給不同的服務器、應用和用戶。相反，使用 RAID 3 時，每個 RAID 組只 能有一個LUN，并且組中必須包含五個或九個磁盤，對一個服務器、應用或用戶來說這是相當大的存儲塊。但是，RAID 3 的屬性使其成為單線程類型應用 的理想類型。

 　　數據可用性和磁盤空間使用率方面考慮：如果數據可用性至關重要，并且您無法花費大量時間用于更換磁盤、重新綁定磁盤、使操作系統(tǒng)可以訪問磁盤以及從備份載入信息等操作，請使用冗余 RAID 組：RAID 5、RAID 3、RAID 1 鏡像對或RAID 1/0。如果數據可用性不太重要，或磁盤空間使用率很重要，請綁定單個單元。

　　RAID 1 鏡像對或 RAID 1/0 組可以提供非常高的數據可用性。它們比RAID 5 或 RAID 3 組更昂貴，因為只有磁盤總容量的 50% 可用于用戶數據。

　　RAID 5 或 RAID 3 組 可以提供較高的數據可用性，但是比鏡像對需要更多的磁盤數。在五磁盤的 RAID 5 或 RAID 3 組中，80% 的磁盤空間可用于用戶數據。因 此 RAID 5 和 RAID 3 組的磁盤空間使用率高于鏡像對。對于數據高可用性、良好的性能和高磁盤空間使用率同等重要的應 用， RAID 5 或 RAID 3 組通常比 RAID 1 鏡像對更為適合。對于任一 RAID 組中的 LUN，您可以通過在遠程站點建立遠程鏡 像來提供災難恢復功能。

　　RAID組原則

　　要確定何時使用 RAID 5 組、RAID 3 組或鏡像(即 RAID 1 鏡像對、RAID 1/0 組、RAID 0 組、單個磁盤單元或熱備盤)，您需要權衡以下因素：

　　1.數據可用性的重要性

　　2.性能的重要性

　　3.數據存儲量

　　4.磁盤空間的成本 1.適合使用 RAID 5 組(單個存取陣列)的應用

　　◆ 數據可用性非常重要。

　　◆ 需要存儲大量數據。

　　◆ 多任務應用使用不同大小的 I/O 轉移。

　　◆ 需要優(yōu)異的讀取性能和良好的寫入性能(使用寫緩存時寫入性能極好)。

　　◆ 需要每個 RAID 組多個 LUN 的靈活性。 2.適合使用 RAID 3 組(并行存取陣列)的應用

　　◆ 數據可用性非常重要。

　　◆ 需要存儲大量數據。

　　◆ 使用較大 I/O 轉移(大于 64 KB)的單任務應用。操作系統(tǒng)必須允許從磁盤地址是 2 KB 的倍數處(從 LUN 起始地址開始計算)開始進行轉移。 3.適合使用 RAID 1 鏡像對的應用

　　◆ 數據可用性非常重要。

　　◆ 寫訪問速率很重要，并且寫入活動很多。 4.適合使用 RAID 1/0 組(鏡像非冗余陣列)的應用

　　◆ 數據可用性至關重要。

　　◆ 整體性能非常重要。 5.適合使用 RAID 0 組(非冗余單個存取陣列)的應用

　　◆ 高可用性不重要。

　　◆ 在單個磁盤出現故障時，可以承受無法訪問存儲在 LUN 上的數據

　　所帶來的損失。

　　◆ 整體性能非常重要。 6.適合使用單個單元的應用

　　◆ 高可用性不重要。

　　◆ 寫訪問速率有點重要。 7.適合使用熱備盤的情況

　　◆ 在任何 RAID 5、RAID 3、RAID 1/0 或 RAID 1 組中，高可用性非常重要，因此要求 RAID 組中任一磁盤出現故障時無需人為干預即可迅速恢復數據冗余。

　　◆ 將由于 RAID 5 或 RAID 3 組中磁盤出現故障而導致性能降低的情況降至最低十分重要。