02 RAID技术及实战演练

InspurgroupRAID技术介绍2Raid卡主流厂商及技术介绍Raid出现故障后的解决办法Raid阵列异常预警方式3Raid卡厂商长期以来，RAID卡市场一直是LSI、Adaptec、Highpoint、Promise等厂商的专区，LSI和Adaptec继承了在SCSIRAID控制器市场的优势，随着SAS时代的到来，在SASRAID市场同样统领风骚。Highpoint和Promise则是以前在IDERAID市场上占据较明显的优势，如今也仍然以SATARAID市场为主，但同样有较完备的中低端的SASRAID产品线。AdaptecAdaptec公司1981年成立，总部位于加州Milpitas市，主要业务是计算机与网络之间数据传输设计制造软硬件产品。2010年6月PMC收购Adeptac的Raid卡业务，但AdaptecbyPMC仍然是业内能够提供最全面存储解决方案的企业之一，从芯片到内部主机总线适配器，从RAID控制器到外部存储局域网(SAN)、基于以太网的iSCSISAN(IPSAN)、网络连接存储(NAS)，以及能够提升存储功能和价值的软件。4Adaptec产品推出的SASRAID产品主要以产品型号的大小来定位产品，以起始段为准标号越高则定为也就越高。目前Adaptec主要有十几款SASRAID产品。如AdaptecRAID52445、AdaptecRAID5405、AdaptecRAID5085、AdaptecRAID2405、AdaptecRAID2045、SAS-31605\31205\3085\3805\3405等。其中2系列(如2405)为入门级，专为提供顶级经济有效型解决方案而设计，其中5805属中高端产品，52445为首款超高端口数量控制卡，其灵活性之强可完全按商业需求个性配置Adaptec5805这款5805控制卡是Adaptec在08年三月份引入的5系SAS/SATARaid卡，Adaptec5805装备了IOP348处理器，主频是1.2GHzDualCoreRAIDonChip(ROC),接口也全面使用了PCI-Ex8来增加带宽,达到每秒超过250,000的IO和1.2GB/s的传输速度，同时提供RAID0、1、1E、5、5EE、6、10、50、60、JBOD和回写热备(CopybackHotSpare)等众多RAID功能。这款AdaptecRAID5805带8个内部端口的小尺寸UnifiedSerialRAID控制卡，性能出众，扩展能力强，提供高级数据保护功能，是定位于企业级应用的一款SAS接口产品，主要适合在线事务处理(OTLP)、web、数字监控和流媒体应用等应用。Raid卡厂商5Raid卡厂商LSI成立于1981年,是市场上顶级的存储和网络产品供应商，提供领先的存储和网络电子产品技术。目前，LSI已经能提供从控制芯片、RAID、扩展器、硬盘控制器到存储系统等，几乎所有的SAS生态环境构成元素，并在SCSI商业协会和ANSIT10委员会中持有关键席位，对SAS标准的推动，自始至终起着巨大的积极作用。在SAS控制器芯片市场上，LSI占据了领导性地位，提供了从芯片到HBA卡到RAID卡最为丰富的SAS解决方案，同时也是唯一一家拥有完善6Gb/sSAS产品线的RAID卡厂商。此外，2009年，LSI还收购了另外一家以RAID控制器产品见长的厂商3Ware，使LSI的SASRAID控制器产品空前丰富,3Ware的产品如9690等仍然可以通过LSI得到很好的支持。6产品线LSI是有能力提供单芯片SASRAID解决方案的厂商之一，包括3款产品SAS1078ROC、SAS2008ROC、SAS2108ROC。SAS1078ROC主要针对3Gb/sSAS市场，SAS2008和SAS2108则都针对6Gb/sSAS市场，其中SAS2108是更为主流的6Gb/sSASRAID芯片，配置上相比SAS2008也更高端一些,目前浪潮使用LSI的SAS2108、SAS2008也开发出了自己的6Graid卡产品线。LSISAS8708ELP是LSI的第二代SAS/SATARAID产品，专门针对入门级服务器和小型办公室环境提供低成本然而功能强大的内部RAID解决方案。MegaRAIDSAS8708ELP适配器采用LSISAS1078芯片，强大的I/O存储引擎，可透明执行所有的数据保护、数据检验和恢复任务。半高PCI适配器提供在两个SFF8087迷你多线连接器上的八个内部3Gb/s串行SCSI端口，256MBDDRII写缓存和PCIExpress主机接口。8708ELP同时支持SAS扩展器和SATA本地命令队列，RAID0，1，5，6可扩展到10，50，60等阵列功能。Raid卡厂商7HighPoint(微辰/高端)、Marvel公司和Promise公司(乔鼎信息)同样是RAID市场上的重要厂商之一，最早都是以IDERAID卡产品起家，并过渡到SATA和SAS年代。由于从IDERAID发展而来，因此该公司主要盘踞在RAID市场的中低端，相比LSI和Adaptec来说更加便宜，以突出的性价比在市场上拥有广泛的占有率。Marvel推出的VA6800M、Hipoint推出的2720-2760系列等在将来的6G市场将与LSI和Adaptec一竞高下。Raid卡厂商8Raid技术介绍－硬件模块组成IOProcessor，IO处理器，提供RAID数据校验计算、输入输出处理等功能。IOC，IO控制器，提供总线通道，用来连接硬盘、存储设备。主机总线接口，目前主流为PCI-E，有PCI-Ex1,x4,x8等类型接口,总线速率分别为：250MB/s,1GB/s,2GB/s。BatteryBackupUnit，电池备份模块，提供意外掉电下的数据保护。CacheMemory，缓存/内存，提供数据从IOP到硬盘之间的缓冲，提高整体性能，目前主流为：128M、258M和512M，形式上以板载内存颗粒为主。FlashROM，用来存放Firmware和BIOSNVRAM，用于保存RAID设置信息。NVRAM区别于RAM蜂鸣器，在RAID阵列出现意外掉盘等情况下提供声音报警，提醒用户进行维护。910Raid卡运作流程IOP作为RAID卡的CPU，通过执行闪存中的Firmware，控制SCSI等raid卡控制器、CacheMemory以及指示报警电路，来实现RAID卡的功能，运作流程如下：1）初始化RAID卡寄存器2）读取NVRAM中的RAID参数，与硬盘实际信息进行比较，显示结果3）发送配置提示、响应用户命令进入配置界面4）提供配置菜单、将用户提供的RAID卡参数、RAID参数存入NVRAM5）根据RAID参数，通过SCSI等raid卡控制器对硬盘进行初始化写操作6）完成配置7）等待Host发出读写操作命令112020/2/16InspurgroupRAID级别按照不同的连接方式及对数据访问速度和可靠性的要求，RAID可分为若干级别：NRAID——硬盘串联NRAID代表不具备RAID功能，意既其容量大小等于所有磁盘的数量，而组成一个虚拟大磁盘LogicalDrive（资料不会被切割），NRAID不提供数据容错功能。至少需要几颗硬盘1容量大小等于N是否有容错功能No122020/2/16InspurgroupJBOD——单颗磁盘JBOD代表只单独一颗硬盘，也就是说RAID控制器会视每一颗磁盘为一个独立的虚拟磁盘（LogicalDrive），JBOD不提供数据容错功能。132020/2/16InspurgroupRAID0——将资料切割后写入每块硬盘RAID0为RAID等级中效能最高的等级，但是并无容错功能，是由全部硬盘组成一个虚拟大硬盘，容量大小等于全部硬盘总和(N)，其会将资料切割后写入每颗硬盘中。至少需要几颗硬盘2容量大小等于N是否有容错功能No142020/2/16InspurgroupRAIDLevel0DataStripingDataRAID0RRRR:BestPerformanceMax.Capacity无法保证数据安全RRRR=1sec1/4sec1/4sec1/4sec1/4sec1/4sec162020/2/16InspurgroupRAID1——硬盘镜像RAID1硬盘镜像必须要有二颗硬盘，其将资料同时存在二颗硬盘中，亦即二颗硬盘资料一模一样。所以其容量大小等于N/2(只有一颗硬盘的容量)。至少需要几颗硬盘2容量大小等于N/2是否有容错功能Yes172020/2/16InspurgroupRAIDLevel1MirrorRAID1DataGoodDataProtectRRRR=1xDiskcapacityMinimumDisksrequired:2RRRR=1sec1sec1sec1sec1sec1sec192020/2/16InspurgroupRAID3：是把数据分成多个“块”，按照一定的容错算法，存放在N+1个硬盘上，实际数据占用的有效空间为N个硬盘的空间总和，而第N+1个硬盘上存储的数据是校验容错信息，当这N+1个硬盘中的其中一个硬盘出现故障时，从其它N个硬盘中的数据也可以恢复原始数据，这样，仅使用这N个硬盘也可以带伤继续工作（如采集和回放素材），当更换一个新硬盘后，系统可以重新恢复完整的校验容错信息。至少需要几颗硬盘3容量大小等于N-1是否有容错功能YesRAID3202020/2/16InspurgroupRAIDLevel3ParallelarraywithparityWhatisParallelarrayandparity??ParityruleParityBit212020/2/16InspurgroupRAIDLevel3ParallelarraywithparityRAID360GB60GB60GB60GB180GB123PCapacity=N-1Diskcapacity456PData789PPW123W456W789PP222020/2/16InspurgroupRAIDLevel3ParallelarraywithparityRAID3123MinimumDisksrequired:3DataR123P232020/2/16InspurgroupRAID5——StripingwithInterspersedParity检测码分散在每一颗硬盘上，资料切割后写入硬盘中RAID5的做法和RAID3大致相同，差异是在于检查码资料储存方式不一样，RAID5是将检查码的资料储存在每一颗的硬盘上，而RAID3储存在同一颗硬盘上。所以当RAID5其中一颗硬盘损毁时，RAID控制器会从每一颗具有检查码的硬盘中自动产生损毁硬盘上的资料。至少需要几颗硬盘3容量大小等于N-1是否有容错功能Yes242020/2/16InspurgroupRAIDLevel5ParallelarraywithparityRAID5123PDataW123PW456PP456456W789P789789P60GB60GB60GB60GB180GBCapacity=N-1Diskcapacity252020/2/16InspurgroupRAIDLevel5ParallelarraywithparityRAID5123MinimumDisksrequired:3DataR123PP456789P262020/2/16InspurgroupRAID0+1：为RAID0和RAID1的组合，即由两个完全相同配