RAID算法长期以来一直是数据存储领域公认的标准,它提供了可靠性和访问速度的预设指标。 尽管RAID的变化不多,但目前主要的变化是1、5和6级(以及它们与零级的组合)。 但是它们以RAID EE形式的进一步发展既增加了它们的优势,又减少了一些现有的劣势。
通常,RAID EE的想法并不新鲜。 并已长期体现在许多控制器中。 至少采用Adaptec相当流行的RAID控制器。 但是,在数据存储系统中,对这些算法的支持仍然很少。 台湾存储制造商Qsan Technology只是少数几个已实现在其产品中使用RAID EE的功能(从固件版本1.3.0开始)的公司之一。
RAID EE有什么好处?
EE和传统级别之间的主要区别是RAID组中包含热备用磁盘(或一次多个磁盘)。 也就是说,组中的数据不仅被主磁盘“散布”,而且还被热备用磁盘“散布”,使得每个磁盘上都有可用的块,其总容量等于磁盘的容量“热”储备。
RAID EE可用于经典级别5和6,以及零级别(50,60)的组合。 例如,考虑对4个磁盘的5EE级别加上热备用的块分配方案。
在图中,P是奇偶校验块,S是热备用块。 假设驱动器2在一组中发生故障。
结果,具有来自磁盘2的数据的块将还原为热备用块。
一旦我们更换了故障磁盘,先前复制的块将返回其位置,并且热备用块将再次可用于“热”储备。
您还可以给出一个8级磁盘(2组2 + 2组)和两个热备用磁盘的60EE级别的块分配方案的示例。
请注意,作为单个EE RAID组的一部分, Qsan存储系统最多支持8个热备用驱动器,从而提供了前所未有的数据保护水平。
与专用光盘相比,将Hot Spare光盘作为组的一部分具有许多优势。 首先,正是这些磁盘参与了读/写操作,从而提高了RAID组的整体性能。 当然,访问速度的提高不会令人印象深刻,但是绝对是免费的。
第二个甚至更重要的一点是大大减少了重建时间。 如果我们考虑RAID 5或6的传统级别,则在磁盘故障的情况下,开始将丢失的块恢复到备份驱动器的过程。 在这种情况下,还原块的写入速度将取决于单个热备用磁盘的性能。 我们也不会忘记使用阵列时的标准I / O操作,这些操作应与恢复过程一起处理。 组中的磁盘越多,每个磁盘的容量越高,重建过程将花费的时间越长。 因此,大容量NL-SAS磁盘上的恢复过程可能需要花费几天的时间,在此期间,阵列处于“降级”状态。
在使用RAID EE的情况下,重建过程将更快。 热备用块位于该组的所有磁盘上。 写入这些块的过程将并行进行。 当然,恢复时间仍将取决于组中磁盘的大小和I / O操作的当前活动。 但是,使用并行写入磁盘上的保留区域可以显着减少处于降级状态的阵列所花费的时间。 值得注意的是,由于将写入操作与空闲块更多地并行化,作为RAID EE组一部分的热备用驱动器的增加甚至可以进一步减少恢复时间。
为了验证减少了重建时间的事实,进行了许多测试。 小巧的100GB容量专门用于在合理的时间内获得结果。
我们使用连接到服务器的iSCSI接口测试了Qsan XS5224-D ,它使用IOMeter创建了负载。 使用的驱动器是24 x Seagate Constellation ES,ST500NM0001,500GB。
负载配置文件:
- 备份模式(顺序读取/写入,256KB(MB / s))
- 数据库访问模式(由Intel / StorageReview.com定义,8KB,67%读取,100%随机)
- 文件服务器访问模式(由英特尔定义)
- 闲置
RAID5和RADI5 EE的比较
RAID60和RADI60 EE的比较
根据测试,我们可以得出结论,在Qsan存储中实施RAID EE确实有助于减少恢复时间。 但是,此语句仅在读操作以负载为准的情况下才适用。
不要忘记,在重建期间,由于磁盘上的负载急剧增加,该组中其他磁盘发生故障的可能性会大大增加。 因此,减少恢复时间是数据保存的关键参数之一。 使用RAID EE的可能性仅使您可以改善这一数字。 但是,如果您将Qsan存储中的RAID EE与另一项专有技术- 快速重建 ( Fast Rebuild)一起使用,则可以实现更高的效率,该技术仅复制真正占用的数据块。 适当的存储空间规划将在将来消除潜在的问题。 存储系统制造商为此提供的大量机会只会增加这些存储系统在客户眼中的吸引力。