最近發(fā)現(xiàn)某國外網(wǎng)友制作的一張

RAID講解圖

不得不佩服這位網(wǎng)友的奇思妙想

幾個(gè)飲水機(jī)和桶

就把復(fù)雜問題生動(dòng)形象地化解了

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1. Standalone：

第一張圖很好理解，我們?nèi)粘Ｊ褂玫腜C就采用這樣的數(shù)據(jù)讀取方式。數(shù)據(jù)存放在一塊硬盤里，且只有一塊硬盤，那么自然我們的數(shù)據(jù)只能從該硬盤中讀取。

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2. Hot swap：

第二張圖也不難理解，看地上那個(gè)水桶。所謂Hot swap概念上來說類似于熱備份。它的數(shù)據(jù)讀取方式類似于Standalone，唯一不同的是，有一塊備用的硬盤在時(shí)刻準(zhǔn)備著。一旦正在使用的硬盤出現(xiàn)了問題，那么備用硬盤就要及時(shí)更換上，以免造成損失。但這樣的方式也存在著一些弊端，比如硬盤更換需要時(shí)間，這對(duì)很多企業(yè)來說是致命的。

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3. Cluster：

第三個(gè)圖是什么意思呢？Cluster是集群的意思。你可以看作兩臺(tái)獨(dú)立的PC， 用戶可以到左邊的飲水機(jī)來取得數(shù)據(jù)，也可以到右邊的飲水機(jī)來獲得數(shù)據(jù)，但是這樣比較浪費(fèi)硬件資源，在企業(yè)級(jí)里不可能讓多臺(tái)服務(wù)器提供同樣數(shù)據(jù)和同樣服務(wù)的。

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4. RAID 0：

通常稱為帶區(qū)，是利用帶區(qū)數(shù)據(jù)映射技巧的特定性能。它的優(yōu)勢就是數(shù)據(jù)的讀寫速度較快，但是沒有冗余功能，如果一個(gè)磁盤(物理)損壞，則所有的數(shù)據(jù)都無法使用。

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5. RAID 1：

是一種稱為“磁盤鏡像”的容錯(cuò)配置。數(shù)據(jù)在被寫到其中一塊硬盤的同時(shí)，也被復(fù)制到另一塊硬盤中。這樣的方式可以防止硬盤損壞帶來的數(shù)據(jù)丟失，但是即使是2塊硬盤，其存儲(chǔ)的空間也相當(dāng)于只有一塊硬盤的大小。而且I/O傳輸速率卻無法得到改善，也就是飲水機(jī)的出水口并沒有變大或者變多。

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6. RAID 5：

分布式奇偶校驗(yàn)的獨(dú)立磁盤結(jié)構(gòu)，常使用緩沖技術(shù)來降低性能的不對(duì)稱性。采取RAID 5的方式，I/O傳輸速率會(huì)得到大大的提高，而且一塊硬盤壞了也沒有關(guān)系，還有備用的其他硬盤。RAID 5的另一個(gè)好處是它允許“熱插拔”，這意味著如果陣列中的某磁盤出現(xiàn)故障，該磁盤可以與新磁盤交換而無需關(guān)閉服務(wù)器或NAS，也不必中斷正在訪問服務(wù)器或NAS的用戶。

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7. RAID 0+1：

這就是我們常說的RAID 10，也就是是RAID 1和0的組合。它結(jié)合了RAID 1的鏡像和RAID 0的帶區(qū)?？商峁﹥?yōu)性能，但也很昂貴，需要兩倍于其他RAID級(jí)別的磁盤。

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魚還是熊掌？

傳統(tǒng)用戶的容量與性能煩惱

看完上面的圖和講解，有關(guān)RAID的概念是不是就一目了然了？其實(shí)除了上面這些，RAID還有其他一些形態(tài)，比如RAID 2、RAID 4、RAID 7等，不過經(jīng)過這么多年的發(fā)展，RAID的形態(tài)已經(jīng)基本固定了，主流的形式有這么幾種：RAID 10、RAID 5、RAID 6（與RAID 5類似）。

從性能的角度，由于寫懲罰的影響，RAID 10 的寫性能通常優(yōu)于RAID 5和RAID 6，因此對(duì)于性能關(guān)鍵型應(yīng)用，客戶希望底層采用RAID 10的方式。然而從磁盤利用率的維度，RAID 10的可用容量只有50%，卻也是不合算的（見下圖）。

因此面對(duì)這種魚和熊掌的難題，通?？蛻魰?huì)采用以下辦法：

➤ 假設(shè)客戶一共購買了11塊大小相同的硬盤（如600G 15K，標(biāo)稱隨機(jī) IOPS 180），為了獲得更好的寫入性能，取6塊硬盤構(gòu)建RAID10的組合，寫入IOPS 540，掛載給數(shù)據(jù)庫應(yīng)用，容量利用率50%，也就是1.8TB（此處忽略1024和1000的磁盤容量計(jì)數(shù)差別）。剩下的5塊硬盤構(gòu)建RAID5的組，以獲取更多的容量，寫入IOPS 225，容量2.4TB，掛載給備份應(yīng)用。

這種方式實(shí)現(xiàn)了性能與容量的平衡，但也有一些缺陷，由于切分了很多磁盤組，磁盤組之間的IO資源是無法共享的。因此作為應(yīng)對(duì)方案出現(xiàn)了資源池化的技術(shù)。

池化RAID的優(yōu)點(diǎn)顯而易見。回到前面的例子，數(shù)據(jù)庫可能在白天比較忙，備份通常在晚上工作，兩者有一個(gè)時(shí)間差，但任何一個(gè)應(yīng)用都可以使用11塊硬盤的IOPS。即使采用空間利用率高的RAID5，也有495的隨機(jī)IOPS，基本保證數(shù)據(jù)庫應(yīng)用。也有些用戶希望追求極限IOPS，因?yàn)檫@個(gè)時(shí)候的延遲會(huì)較小，他們就采用RAID 10的策略，隨機(jī)IOPS可以達(dá)到990，數(shù)據(jù)庫應(yīng)用跑的很爽，晚上跑備份也很快，只是容量會(huì)犧牲一些。

現(xiàn)在大家可以看到，磁盤塊級(jí)虛擬化解決了數(shù)據(jù)孤島的問題，均衡了所有的前端IO到磁盤。是不是看起來很完美？其實(shí)這種方式依然不能在性能和容量之間求得一個(gè)很好的平衡（無論RAID 5還是RAID 10還是會(huì)犧牲一些容量或性能）。

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而這個(gè)問題最終被戴爾易安信SC系列獨(dú)創(chuàng)的RAID分層技術(shù)給有效解決了，魚和熊掌可以得兼！

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RAID分層

讓性能與容量齊飛

簡而言之，RAID分層技術(shù)就是把來自主機(jī)的數(shù)據(jù)以RAID 10的方式寫入磁盤，然后利用內(nèi)部機(jī)制，在線完成數(shù)據(jù)到RAID 5的轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)實(shí)際占用空間的節(jié)約。

要知道，RAID 10和RAID 5在隨機(jī)寫方面性能差異明顯，但讀性能是基本相當(dāng)?shù)?，采用這種技術(shù)，讀寫性能都能達(dá)到較優(yōu)狀態(tài)。另一方面，由于把磁盤空間從RAID 10轉(zhuǎn)換為RAID 5，整體空間利用率有所提升，真正實(shí)現(xiàn)了容量和性能的平衡。

此時(shí)聰明的讀者立馬想到了一個(gè)問題，這樣做好是好，但畢竟需要一個(gè)數(shù)據(jù)遷移的過程，會(huì)不會(huì)影響前端應(yīng)用的性能呢？

答案是不會(huì)的，因?yàn)橄到y(tǒng)通常在比較空閑的時(shí)候去做這件事情，例如晚上。就算系統(tǒng)24小時(shí)都繁忙，這個(gè)任務(wù)的優(yōu)先級(jí)也是比較低的，以不影響前端主機(jī)IO為前提，并且在極端情況下，客戶還可以選擇不采用這種策略，例如將某些卷設(shè)成讀寫均為RAID 10，并非都是強(qiáng)制的。

而且在RAID 10轉(zhuǎn)化為RAID 5的過程中，系統(tǒng)還把另外兩個(gè)重要功能實(shí)現(xiàn)了，數(shù)據(jù)保護(hù)與數(shù)據(jù)縮減。這是SC系列真正巧妙的地方，所謂一箭三雕。

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一箭三雕

遷移的過程就把大事小事都辦了

數(shù)據(jù)是企業(yè)重要的核心資產(chǎn)，卻總是面臨各種各樣的風(fēng)險(xiǎn)，例如某些心態(tài)不好的員工惡意刪除關(guān)鍵數(shù)據(jù)庫資料，或者無意間在一個(gè)錯(cuò)誤的路徑下輸入了一條rm -rf，都會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)產(chǎn)生破壞，進(jìn)而影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行，我們會(huì)在新聞里面看到類似的事件，還有類似勒索病毒讓你的文件無法打開。

通常這個(gè)時(shí)候，我們都迫切希望有一個(gè)時(shí)光隧道，能夠快速回到故障前的狀態(tài)，重新找回原來的一切。SC存儲(chǔ)天生就具有這種功能，稱之為數(shù)據(jù)回放，默認(rèn)的情況下至少保留7天，一旦發(fā)生故障，穿越到最近的時(shí)間點(diǎn)，就能找回你的數(shù)據(jù)。如果你的數(shù)據(jù)非常重要，還可以把回放的間隔設(shè)置的很短，并且結(jié)合指針調(diào)整的技術(shù)，做到細(xì)微的性能影響。

在進(jìn)行數(shù)據(jù)分層，保存回放的同時(shí)，如果客戶需要，SC存儲(chǔ)還能做一件事情，數(shù)據(jù)去重與壓縮。壓縮和去重的好處大家都明白，但性能的疑慮又產(chǎn)生了，畢竟需要切片，計(jì)算特征值，比對(duì)等等一系列的事情。這點(diǎn)SC存儲(chǔ)比較務(wù)實(shí)，去重壓縮的目的是為了縮減空間，找一個(gè)空閑的時(shí)間慢慢做。數(shù)據(jù)先寫入RAID 10，然后在轉(zhuǎn)換成RAID 5的時(shí)候把這個(gè)事情一起做了。

講到這里大家都明白了，數(shù)據(jù)遷移是有開銷，但如果在遷移的時(shí)候把數(shù)據(jù)保護(hù)，數(shù)據(jù)縮減這些功能一起實(shí)現(xiàn)了，那這點(diǎn)開銷就會(huì)顯得非常有價(jià)值。而且從SC存儲(chǔ)十多年的客戶沉淀看，并沒有因此而導(dǎo)致任何的副作用。

回到剛開始我們的討論，由于采用了獨(dú)特的RAID技術(shù)，SC系列的旗艦產(chǎn)品SC9000能夠在延遲小于1ms的情況下實(shí)現(xiàn)200萬的IOPS；而且采用了RAID分層，壓縮去重等數(shù)據(jù)縮減技術(shù)，又大大了節(jié)約了磁盤空間，降低了總體擁有成本。數(shù)據(jù)回放（快照）在性能影響小的情況下保留了用戶的多個(gè)數(shù)據(jù)副本，保護(hù)了用戶數(shù)據(jù)的邏輯故障。而且為了提升可用性，SC系列能夠?qū)崿F(xiàn)原生的存儲(chǔ)雙活，用存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)冗余的方式避免了設(shè)備的單點(diǎn)故障。

此外，傳統(tǒng)存儲(chǔ)的擴(kuò)容和升級(jí)換代也是一個(gè)讓用戶頭疼的問題，很多情況下用戶需要申請(qǐng)停機(jī)窗口，把老存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)遷移到新的存儲(chǔ)上，再重新啟動(dòng)業(yè)務(wù)。而SC系列擁有的在線遷移的功能，能夠在新老存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)間在線遷移數(shù)據(jù)，而不影響前端的業(yè)務(wù)運(yùn)行。在可管理性方面，SC系列存儲(chǔ)有基于HTML5的Web管理方式，DSM軟件專有管理方式，CloudIQ云管理方式，除了日常的維護(hù)之外，還能夠提供咨詢建議，實(shí)現(xiàn)人工智能的運(yùn)維。

SC存儲(chǔ)助您數(shù)據(jù)安全無憂

在我走訪的SC客戶時(shí)，經(jīng)常會(huì)聽到客戶有這樣的感慨：原來還有這樣的功能啊，早知道上一次我們就不需要從備份里面恢復(fù)數(shù)據(jù)了。

是的，作為一款軟件定義的存儲(chǔ)產(chǎn)品，SC系列的功能是非常多的，并且依然在不斷豐富中，滿足您各種工作負(fù)載的需求，助您安全無憂的管理核心數(shù)據(jù)！

▲點(diǎn)戴爾易安信SC系列

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