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浪潮智能RAID技术为数据存储保驾护航

摘要

  如今,随着数据存储量的爆发式增长,单块硬盘容量越来越大,传统RAID的缺陷也随之暴露出来,各大存储厂商纷纷推出应对之策。InRAID是浪潮存储针对传统RAID缺陷推出的智能RAID技术,其通过“2+1”数据虚拟化管理,进行硬盘资源池化,以实现重构效率提升10倍、扩容能力提升5倍以及闪存性能提升40%。

背景介绍

  信息化时代各项科学技术飞速发展、日新月异,也许今天的新技术明天可能就会被更新的技术所代替或超越。1987年诞生的RAID 技术曾被誉为成熟、可靠的磁盘系统数据保护标准,但是近年来随着磁盘技术的发展,单块硬盘容量越来越大, 传统RAID的缺陷也随之出来,其主要表现在,一,硬盘故障时重构所需时间长达十几小时甚至几天;二,重构进程会占用系统的资源,导致应用系统整体性能下降;三,在漫长的数据重构过程中,繁重的读写操作可能引起 RAID 组中其他磁盘也出现故障,极大地增加数据丢失的风险。

  鉴于传统RAID所暴露出的缺陷,各大存储厂商纷纷推出了重构速度更快、扩容能力更高、闪存性能更强的新一代RAID技术。目前,成熟的新一代RAID技术有浪潮存储的InRAID、华为的Raid2.0+、富士通的Raid-FR、HPE 的FAST Raid等。

  众所周知,传统的RAID架构,是由磁盘—RAID组—LUN—主机的4层組成,其选择一定数量的磁盘组成RAID组,指定一块硬盘作为热备盘(hot spare),然后根据自己的容量需求划分LUN大小,映射给主机使用。

  据了解,新一代RAID技术在建立RAID之前,先将所有的磁盘空间切分为数个区块,然后,以这种虚拟磁盘块为单位,横跨所有磁盘组成具有容错能力、提供相当于RAID组的虚拟磁盘块组,然后在这些虚拟磁盘块组上划分出更小的extent,组成主机需要容量的LUN。

  这种架构下,由于虚拟磁盘块横跨所有硬盘,同样热备盘空间也是由分散在所有磁盘上的空间虚拟磁盘块来提供,所以当一块磁盘故障、需要重构时,RAID组涉及的所有硬盘都会参与重建,并且写入数据也会分布在所有磁盘上,因此新一代RAID技术重构速度和性能比传统RAID技术均有显著提升。

  

  逻辑磁盘示意图

解决方案介绍

  

  浪潮存储InRAID 专为解决传统RAID缺陷而生

  InRAID是浪潮存储针对传统RAID缺陷推出的智能RAID技术,InRAID将传统RAID的固定管理模式升级为2+1数据虚拟化管理模式(其中,1是指同一类型的硬盘进行1次RAID分组;2是指硬盘的两层虚拟化,第一层是硬盘切分为KB级逻辑块,第二层是不同类型硬盘的多个逻辑块构成一个LUN),通过“2+1”数据虚拟化管理(2次硬盘逻辑化+1次用户态虚拟化),实现硬盘资源池化。

  

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  InRAID技术的2+1数据虚拟化管理模式

  InRAID的“2次硬盘逻辑化+1次用户态虚拟化”管理模式中2次硬盘逻辑化包括,一次硬盘RAID化:对于系统内部物理硬盘,按介质的性能不同分配不同的Disk&LUN,包括SAS SSD、RI SSD(读取密集型SSD)、SAS HDD、SAS NearLine HDD(SAS协议的近线磁盘)四类存储存储介质,将系统内部每种不同类型的存储介质按一定数量划分为逻辑上的RAID;以及一次KB级逻辑块:将不同硬盘上按RAID组成Mdisk,再将Mdisk切分成16MB-8GB,默认1GB(大小可配置)的更细粒度逻辑块(Extent)。1次用户态虚拟化是指,完成一次面向用户态的共享卷构建,按需将1-N个更细粒度逻辑块(Extent)组成卷(Volume)/文件(File)。因此,InRAID相比传统RAID,能够实现重构效率提升10倍、扩容能力提升5倍以及闪存性能提升40%。

  重构效率提升10倍 降低重构期间的硬盘失效概率

  当一个逻辑块故障时,重构的仅是一个逻辑块大小的数据,1-3秒即可完成重构。当一个物理硬盘故障时,RAID组内所有硬盘参加重构。以一块2TB 7.2K rpm盘重构为例,用浪潮存储的InRAID重构,每TB重构小于30分钟完成(传统RAID下每TB重构需要9小时),2TB重构时间缩短至1小时内,重构效率比传统RAID提升10倍以上,大大降低重构期间的硬盘失效概率。

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  浪潮存储的InRAID重构效率提升10倍

  可承载128块硬盘 扩容能力提升5倍

  InRAID和传统RAID相比,承载主机IO的硬盘数量发生了变化,可承载128块硬盘,比传统RAID容量提升5倍以上,此外InRAID不再配置闲置的热备盘,所有盘都在处理IO,减少闲置热备浪费。

  多个线程处理I/O  闪存性能提升40%

  InRAID技术有多个线程处理IO,具备混合工作负载处理能力,可针对不同IO大小进行并行处理,尤其对SSD的处理有很大的性能提升,写IOPS性能可提升40%。

客户收益

  IDC认为伴随着以数据为基础的物联网、人工智能、自然语言处理和深度学习等技术越来越改变我们的生活,到2025年,全球数据将暴涨至163ZB(1ZB =1万亿GB),相当于2016年所产生 16.1ZB数据的十倍。为了满足数据增长的需求,设备制造商不断地提升技术来增加磁盘单位存储密度,高容量磁盘和高性能 磁盘如今已经非常普遍。当这些高容量磁盘出现磁盘故障需要进行数据重构时,传统 RAID显然已经不能从容应对,浪潮存储智能RAID技术InRAID专为解决传统RAID缺陷而生,通过“2+1”数据虚拟化管理,进行硬盘资源池化,以实现重构效率提升10倍、扩容能力提升5倍以及闪存性能提升40%,解决数据存储量爆发式增长传统RAID所暴露出的种种缺陷。

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