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,即65536字節。另外RAID5組具有優異的讀取性能和良好的寫入性能。優異的寫入性能主要得益于存儲系統緩存。

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組僅創建一個LUN。

存儲系統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 性能會降低。但是,存儲系統可以繼續運行,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。

RAID 3組(并行存儲陣列)

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)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)。此內存在創建組時進行分配,不能再用于存儲系統緩存。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硬件自動鏡像的磁盤組成,可以使用RAID1組創建多個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,RAID1硬件鏡像具有以下優點:

1.自動運行,無需發出命令來啟動它

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建次映像。

對于RAID1,存儲系統向兩個磁盤寫入相同的數據。

RAID1、RAID0與RAID1/0

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的速度優勢和鏡像的冗余優勢。使用RAID1/0組最多可以創建32個RAID1/0 LUN。

RAID1、RAID0與RAID1/0

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??截愅瓿珊?,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,存儲系統將自動使用適合大小的熱備盤替換出現故障的磁盤。

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。

RAID利弊權衡

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。如果存儲系統使用寫緩存,RAID5將具有優異的寫入性能。

2. RAID3 具有病行存取功能,可以為連續的大塊(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 的連續寫入請求時,寫入性能將大大增強。對于發出極大 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,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利弊權衡

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。

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