- RAID存儲系統(tǒng)的優(yōu)點
- RAID級別分類簡介
- RAID新技術(shù)
RAID通過為數(shù)據(jù)提供校驗的方式提高了可用性，在如今各類存儲系統(tǒng)中，RAID已經(jīng)成為不可或缺的重要組成部分，為保護(hù)數(shù)據(jù)發(fā)揮重要作用。
RAID的形式是多種多樣的，它們都是高可用性和高性能存儲的骨干力量。RAID設(shè)備的最初應(yīng)用可以追溯到上世紀(jì)80年代末，而在今天，RAID已經(jīng)成為我們IT生活中一個應(yīng)用廣泛且非常重要部分，以至于很多人已經(jīng)忘記RAID這個縮寫到底是什么意思。
RAID是由美國加州大學(xué)伯克利分校的D.A.Patterson教授在1988年提出的。RAID是RedundentArrayofInexpensiveDisks的縮寫，直譯為“廉價冗余磁盤陣列”，也簡稱為“磁盤陣列”。后來RAID中的字母I被改作了Independent，RAID就成了“獨立冗余磁盤陣列”，但這只是名稱的變化，實質(zhì)性的內(nèi)容并沒有改變。簡單地講，RAID技術(shù)就是利用多個硬盤的組合提供高效率及冗余的功能。
RAID的優(yōu)點
RAID的采用為存儲系統(tǒng)（或者服務(wù)器的內(nèi)置存儲）帶來巨大利益，其中提高傳輸速率和提供容錯功能是最大的優(yōu)點。
RAID通過同時使用多個磁盤，提高了傳輸速率。RAID通過在多個磁盤上同時存儲和讀取數(shù)據(jù)來大幅提高存儲系統(tǒng)的數(shù)據(jù)吞吐量（Throughput）。在RAID中，可以讓很多磁盤驅(qū)動器同時傳輸數(shù)據(jù)，而這些磁盤驅(qū)動器在邏輯上又是一個磁盤驅(qū)動器，所以使用RAID可以達(dá)到單個磁盤驅(qū)動器幾倍、幾十倍甚至上百倍的速率。這也是RAID最初想要解決的問題。因為當(dāng)時CPU的速度增長很快，而磁盤驅(qū)動器的數(shù)據(jù)傳輸速率無法大幅提高，所以需要有一種方案解決二者之間的矛盾。RAID最后成功了。
通過數(shù)據(jù)校驗，RAID可以提供容錯功能。這是使用RAID的第二個原因，因為普通磁盤驅(qū)動器無法提供容錯功能，如果不包括寫在磁盤上的CRC(循環(huán)冗余校驗)碼的話。RAID容錯是建立在每個磁盤驅(qū)動器的硬件容錯功能之上的，所以它提供更高的安全性。在很多RAID模式中都有較為完備的相互校驗/恢復(fù)的措施，甚至是直接相互的鏡像備份，從而大大提高了RAID系統(tǒng)的容錯度，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定冗余性。
多種RAID級別
多年來，RAID定義了許多級別，多數(shù)都只是曇花一現(xiàn)，轉(zhuǎn)瞬即逝。其中最著名的定義包括如下幾種。
RAID0----以間隔分布的方式將數(shù)據(jù)分配到磁盤上，可提供更快的訪問速度，但并不能為數(shù)據(jù)提供更好的保護(hù)。
RAID1----對數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)制，并以鏡像方式存在于不同的磁盤中，從而為提供良好的容錯能力。
RAID3----以間隔分布的方式將數(shù)據(jù)分配到不同的磁盤上，并且以并行方式訪問數(shù)據(jù)，從而提高數(shù)據(jù)的讀寫速度。該模式將校驗位存儲在獨立的專用磁盤上，因而可以提供較好的容錯性能。
RAID5----將數(shù)據(jù)和校驗位都以間隔分布的方式存儲在所有的磁盤上，從而取得更好的負(fù)載平衡。該模式在增加數(shù)據(jù)讀取速度的同時還可以有效地提高數(shù)據(jù)保護(hù)性能。
所有這些RAID層都是由一家行業(yè)組織----RAID顧問委員會制訂的。當(dāng)然，除此之外還有一些其他的RAID實施方式。RAID2和4就是由RAID社團定義的，但它們的實際應(yīng)用極為罕見（事實上，我們只了解到有一家總部設(shè)在美國馬薩諸塞州公司實施過商用RAID2技術(shù)，數(shù)據(jù)中的位以間隔分布方式存儲在不同的磁盤上，以獲得更高的速度）。此外，目前比較常見的是將不同層的RAID組合使用的方式，例如RAID1和0（通常寫作1+0）及RAID0和1（通常寫作0+1）。1+0就是鏡像式的間隔存儲，而0+1則是間隔存儲的鏡像，雖然兩者都是同樣兩種RAID級別的組合，但它們組合的結(jié)果卻是完全不同的。
RAID6值得關(guān)注
另外還有兩種被稱為RAID6和RAID7的私有解決方案，它們是由一些廠商推出的。雖然從技術(shù)的角度來說這兩種實施方式都取得了成功，但由于這兩種解決方案在本質(zhì)上是私有標(biāo)準(zhǔn)，因而在市場中并沒有獲得廣泛采用。RAID7是StorageComputer公司的私有標(biāo)準(zhǔn)，該公司總部設(shè)在美國新罕布什爾州，目前已經(jīng)處于破產(chǎn)的邊緣。[page]
RAID6與RAID5有很多相似之處，但前者將校驗碼寫入到兩個驅(qū)動器中，后者只寫入一個驅(qū)動器。由于RAID6要執(zhí)行兩次不同的校驗計算，而非一次，因此它的容錯性能更好，可以應(yīng)付兩個驅(qū)動器同時發(fā)生的故障。
由于需要進(jìn)行額外的計算并將校驗碼寫入第二個磁盤，RAID6的速度要比RAID5低一些，它并沒有在市場上取得成功，主要是因為沒有可以與之配合的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。也就是說，到現(xiàn)在為止，這種實施方式仍然是一種私有標(biāo)準(zhǔn)。
目前，業(yè)內(nèi)的多家機構(gòu)已經(jīng)開始合作實現(xiàn)RAID6的標(biāo)準(zhǔn)化，并且可望使該技術(shù)在年底前成為一項標(biāo)準(zhǔn)建議。如果真是這樣，由于有了Intel的支持，它將很有可能成為一項行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。而RAID6將有可能成為讀取密集型應(yīng)用，視頻點播和其他固定內(nèi)容實施中的首選技術(shù)。當(dāng)前參與到該標(biāo)準(zhǔn)制訂工作中的企業(yè)包括Adaptec、富士通、HP、IBM、Intel、LSILogic和PromiseTechnology。
RAID-6的全稱是“IndependentDatadiskswithtwoindependentdistributedparityschemes（帶有兩個獨立分布式校驗方案的獨立數(shù)據(jù)磁盤）”。RAID6與RAID5的不同之處于除了每個磁盤上都有同級數(shù)據(jù)校驗區(qū)外，還有一個針對每個數(shù)據(jù)塊的校驗區(qū)。當(dāng)然，當(dāng)前盤數(shù)據(jù)塊的校驗數(shù)據(jù)不可能存在當(dāng)前盤而是交錯存儲的，具體形式見圖。
圖1RAID6圖解
這樣一來，等于每個數(shù)據(jù)塊有了兩個校驗保護(hù)屏障（一個分層校驗，一個是總體校驗）。但是，由于增加了一個校驗，所以寫入的效率較RAID5還差，而且控制系統(tǒng)的設(shè)計也更為復(fù)雜，此外第二塊的校驗區(qū)也減少了有效存儲空間。
由于RAID6相對于RAID5在校驗方面的微弱優(yōu)勢和在性能與性價比方面的較大劣勢，因此有觀點認(rèn)為，RAID6只是對更高級的數(shù)據(jù)的冗余進(jìn)行的一種技術(shù)與思路上的嘗試。但是，HDS最近新發(fā)布的AMS與WMS產(chǎn)品中支持RAID6技術(shù)，可以保證在單個RAID組中同時出現(xiàn)兩個磁盤故障時的數(shù)據(jù)可用，從而提高可用性，并相應(yīng)地減少了磁盤故障時進(jìn)行RAID組重建的時間。
其他類似RAID6方案
HP在服務(wù)器與存儲產(chǎn)品中也提供一種類似RAID6的技術(shù)----RAIDADG（AdvanceDataGuarding）技術(shù)，能夠為惠普ProLiant服務(wù)器提供可靠的數(shù)據(jù)保護(hù)。RAIDADG可譯為先進(jìn)的數(shù)據(jù)保護(hù)技術(shù)，是惠普RAID容錯方案，將能解決企業(yè)的數(shù)據(jù)損失的問題。RAIDADG技術(shù)最大特點是部署了兩個奇偶校驗集，并提供了2個硬盤（但不是獨立的2個校驗硬盤）的容量存儲這些奇偶校驗信息，能同時容忍兩塊硬盤出現(xiàn)故障，提高企業(yè)數(shù)據(jù)的可靠性。在RAID容量超過2TB和單個RAID卷的總磁盤驅(qū)動器達(dá)56個的時候，該技術(shù)實現(xiàn)了錯誤保護(hù)等級的突破。
兩年前，NetworkAppliance宣布將其RAID-DP（double-diskparity，雙磁盤奇偶校驗）整合到其全線企業(yè)級存儲系統(tǒng)中，以便在發(fā)生多個與存儲相關(guān)的磁盤出現(xiàn)故障或錯誤時為用戶提供更強的數(shù)據(jù)保護(hù)。RAID-DP在異構(gòu)環(huán)境中對企業(yè)數(shù)據(jù)故障恢復(fù)提供更高的可靠性。與眾不同的是，NetApp公司稱，其RAID-DP并不會對性能造成很大影響，與RAID4相比，有些應(yīng)用的性能下降最多不超過3%。
