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應用技巧:多種RAID技術種類如何選擇
2011-10-08   論壇

本人很喜歡RAID種類,在工作中也很喜歡總結關于RAID種類的經驗教訓,下面就這個問題來詳細說說吧。RAID種類比較多:RAID 1/0是指數據在鏡像 (RAID 1)組中分條(RAID 0)。(RAID 0-1不同于RAID 1/0;對于Microsoft Exchange數據,我建議不要使用RAID 0-1。)采用ID-1/0后,事務性能良好,這是因為鏡像中的磁盤都能對讀請求作出反應。奇偶信息都不需要校驗,這樣能有效實現磁盤的寫操作。鏡像組中的磁盤必須具有同等的寫操作性能。

  如果RAID 1/0陣列中某個磁盤發生故障,寫操作性能不受影響,因為鏡像中的磁盤仍能進行寫操作。讀操作會受到一定程度的影響,因為只有一個磁盤對讀操作有反應。替換了發生故障的磁盤后,鏡像就能重新建立,而數據必須復制或者重建。但是,你的磁盤容量減小了一半,因為你創建了“1”,磁盤中就會產生冗余“1”。

  RAID 5具有奇偶校驗功能,能在磁盤發生故障后,利用剩余數據重新構建數據。數據寫在RAID 5陣列上后,由于每個I/O都需要進行寫操作,I/O開銷增加了4倍;奇偶校驗會消耗大量的控制器和服務器資源。采用RAID 5后,事務性能良好,尤其是采用存儲控制器校驗奇偶時更是如此。

  RAID 5陣列中磁盤發生故障時,陣列降級,性能降低,延遲增加。之所以會發生這種情況,是因為大多數陣列在所有的磁盤陣列中平均傳輸校驗信息,結合剩余數據塊,就能實時重建數據。讀寫操作都需要訪問多個物理磁盤,才能重新在故障磁盤中構建數據,因而故障發生時,RAID 5陣列延遲增加,性能降低。

  替換了發生故障的磁盤后,可以利用奇偶校驗和剩余數據塊重新構建丟失的數據,但是可能需要花費幾天的時間。如果在恢復數據或重建數據時,RAID 5陣列中又有一個磁盤發生故障,那么陣列也會隨之丟失。RAID 6就是為了解決這一問題。

  RAID Levels 0+5 (05)和5+0 (50)技術結合了數據塊分條功能和分布式奇偶校驗功能。RAID 05和50形式的大型陣列融合了塊分條、RAID 5的奇偶校驗以及RAID 0的直接塊分條技術。RAID 05是一種RAID 5陣列,由一些分條的RAID 0陣列組成。RAID 05不如RAID 50普遍,RAID 50是一種RAID 0陣列,在RAID 5中分條。RAID 50和05通過添加RAID 0提高了RAID 5的性能,尤其是寫操作性能,比單級別的RAID具有更好的容錯性能,尤其是在配置了RAID 50后。RAID 05和50的大部分特征與RAID 03和30相似。在小型文件的事務環境中,RAID 05和50比RAID 03和30更加常用。如果你在編輯視頻文件,我建議你首先考慮RAID 03和30。

  RAID 6比RAID 5多了一個奇偶校驗塊,數據保護功能是RAID 5的2倍,但是寫操作的性能也降低了。隨著物理磁盤越來越大,RAID重建時間越來越長,如果重建過程發生不可更改的錯誤,或者重建過程陣列群組中有第二個磁盤發生故障,RAID 6或許能防止LUN 出現故障。由于磁盤容量的原因,一些供應商支持RAID 6,不支持RAID 5.

  為了達到Exchange 2007對既定容量的需求,實現IOPS目標,RAID 5可能比RAID 10需要更多的磁盤。

  最后,性能取決于驅動器、RAID群組配置和RAID種類的功能特征。在挑選RAID 5(或RAID 6)時,由于RAID 5的局部分條寫操作或RAID 6的雙分條寫操作,主機IOP需要實現4倍的操作。操作需要對驅動器進行奇偶性讀取和驗算,同時對驅動器和奇偶性進行寫操作,使驅動器的有效IO速率降低四分之一。

  選擇一種RAID

  要選擇一種RAID,你需要平衡對容量、吞吐量、事務I/O和故障/重建性能的需求。RAID 1/0是數據庫和郵件的理想配置,與大容量磁盤協作良好。在你的環境中,讀操作占的比例是否較大?是的話,就采用RAID 1/0。在驅動器出現故障時,RAID 1/0能保持性能的一致性。

  對于RAID 5和RAID 6,重建性能對存儲吞吐量具有重要影響,使吞吐量幾乎減少一半,具體按照存儲陣列和配置而定。在工作時間之外進行重建,可以減少這種性能影響,但是又得犧牲可靠性。在群集連續復制(CCR)環境中,你可以將Mailbox server遷移到被動節點,從而使其成為主動節點。如果這兩種方法都不可行,在架構中應該設計額外的I/O吞吐量,在工作時間提供RAID 5或 RAID 6的重建條件。這種額外的I/O吞吐量可以達到非故障狀態下I/O吞吐量的2倍。

  如果你的備份解決方案(VTL或D2D)需要維持一定量的數據吞吐量,你就得考慮需要多少驅動器資源,才能維持“連續、順序寫操作”的性能水平。如果你的RAID陣列能夠根據規格處理350 MB/sec的連續、順序寫操作,就可以簡單地將控制器中的平衡負荷寫入磁盤資源中。你需要保證驅動器數量足夠多,陣列性能達到最優。通常情況下,你需要 2到3“盤”陣列,才能完成這項工作。計劃為每個“通道”(RAID陣列中通向RAID控制器的數據路徑)創建RAID群組。因此,如果你具有雙控制器的 RAID陣列,你就需要使RAID群組在兩個控制器之間平均分配。

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