RAID 2.0

RAID 2.0是一個協定名稱，作用是系統故障恢復。

基本介紹

• 中文名：獨立磁碟冗餘陣列
• 外文名：redundant array of independent disks
• 技術優點：快速重構自動負載均衡自癒合

由來

獨立磁碟冗餘陣列（RAID，redundant array of independent disks）是把相同的數據存儲在多個硬碟的不同的地方（因此，冗餘地）的方法。通過把數據放在多個硬碟上，輸入輸出操作能以平衡的方式交疊，改良性能，同時增加了平均故障間隔時間（MTBF）。在大多存儲系統中，RAID都是以物理硬碟為單元，故其故障恢復機制如圖1所示：

圖1：RAID系統故障恢復機制

但對於傳統RAID系統而言，重構過程中數據沒有可靠性保障，如果在重構完成前出現壞盤就將造成數據丟失，且不可恢復。所以對於一個存儲系統而言，其可靠性的最重要標誌就是其RAID重構時間越小越好，從而降低重構完成前再次壞盤的機率。早期存儲系統大多使用FC糟且容量僅為幾十個G，因此重構時間較短，重構中再次壞盤的機率低。但隨著硬碟容量的快速增長，硬碟讀寫速度受磁碟轉速等多方面影響增長緩慢，已無法滿足系統對重構時間的要求。以一塊2TB 7.2K rpm盤為例，重構時平均寫入速度為30M/s左右，完成重構時間長達18個小時，因此重構過程中出現新的壞盤機率到大大增加，數據丟失的風險也大大增加。因此傳統RAID技術已無法滿足在系統中使用現代大容量硬碟的要求。在過去的幾年裡，許多存儲領域的創新型初創公司如HUAWEI、3PAR等公司已經將磁碟陣列從基於磁碟的RAID發展成更為靈活的RAID 2.0及RAID 2.0+技術，不但整合了數據保護和跨磁碟規劃數據分布的功能，而且充分滿足虛擬機環境下對存儲的套用需求。

定義

RAID 2.0（獨立磁碟冗餘數組2.0, Redundant Array of Independent Disks Version 2.0），為增強型RAID技術，有效解決了機械硬碟容量越來越大，重構一塊機械硬碟所需時間越來越長，傳統RAID組重構視窗越來越大而導致重構期間又故障一塊硬碟而徹底丟失數據風險的問題。其基本思想就是把大容量機械硬碟先按照固定的容量切割成多個更小的分塊（Chunk，通常為64MB），RAID組建立在這些小分塊上，而不是某些硬碟上，我們稱為分塊組（Chunk Group）。此時硬碟間不再組成傳統的RAID關係，而是組成更大硬碟數量的硬碟組（通常包含96塊盤），每個硬碟上不同的分塊可與此硬碟組上不同硬碟上的分塊組成不同RAID類型的分塊組，這樣一個硬碟上的分塊可以屬於多個RAID類型的多個分塊組。以這樣的組織形式，基於RAID2.0技術的存儲系統能夠做到在一塊硬碟故障後，在硬碟組上的所有硬碟上並發進行重構，而不再是傳統RAID的單個熱備盤上進行重構，從而大大降低重構時間，減少重構視窗擴大導致的數據丟失風險，在硬碟容量大幅增加的同時確保存儲系統的性能和可靠性。RAID2.0並沒有改變傳統的各種RAID類型的算法，而是把RAID範圍縮小到分塊組上。因此，RAID2.0技術具備以下技術特徵：

• 幾個、幾十個甚至上百個機械硬碟組成硬碟組；
• 硬碟組中的硬碟被分割成幾十兆、上百兆的分塊，不同硬碟上的分塊組成的分塊組（Chunk Group）；
• RAID計算在分塊組（Chunk Group）內進行，系統不再有熱備盤，而是被同一分塊組內保留的熱備塊所代替。

圖2：基於傳統RAID技術的存儲陣列故障恢復機制

圖3：基於RAID 2.0技術的存儲陣列故障恢復機制

技術優點

由於RAID 2.0系統中一塊硬碟故障後，重構可以在同一硬碟組內其他所有硬碟保留的熱備空間上並發進行，使用RAID 2.0技術的存儲系統具備以下優勢：

• 快速重構：存儲池內所有硬碟參與重構，相對於傳統RAID重構速度大幅提升；
• 自動負載均衡：RAID 2.0使得各硬碟均衡分擔負載，不再有熱點硬碟，提升了系統的性能和硬碟可靠性；
• 系統性能提升：LUN基於分塊組創建，可以不受傳統RAID硬碟數量的限制分布在更多的物理硬碟上，因而系統性能隨硬碟IO頻寬增加得以有效提升；
• 自癒合：當出現硬碟預警時，無需熱備盤，無需立即更換故障盤，系統可快速重構，實現自癒合。