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【大V开讲】RAID 2.0+相关概念及原理

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MarchTian 2015-8-26 14:32:56 最新回复:2017-04-11 15:59:05
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【大V开讲】RAID 2.0+相关概念及原理-1271077-1

什么是RAID 2.0+

随着各行业数字化进程的推进,数据逐渐成为企业单位的运营核心,而企业级存储是一个复杂的系统,数量最多且最脆弱的组件就是硬盘。在传统RAID技术环境中,存储系统一般会有多个RAID组,每个RAID组中包含多块硬盘。由于每个RAID组的业务繁忙程度不同,导致硬盘的工作负载不均衡,热点盘的故障率会增高。甚至可能会出现多个硬盘故障,造成存储系统性能下降、业务中断。传统RAID组的重构,应用系统整体性能下降,漫长重构时间、数据丢失风险剧增。在传统RAID技术环境中,硬盘发生故障后,系统会启动热备盘,根据RAID策略进行数据重构。当更换故障硬盘后,需要将热备盘中的数据拷贝到新的硬盘中;此过程需要较长的时间,导致坏盘数据恢复速度慢。以7.2K RPM 4TB硬盘为例,在传统的RAID 58D+1P)中,其重构时间在40个小时左右,可靠性风险很大。 

在这种大背景下,华为公司在传统RAID技术的基础上创新开发出了RAID 2.0+的新技术,它可以克服传统RAID的缺点,使存储系统实现:负载均衡性能提升、以及快速的数据恢复

l  数据在存储池中硬盘上的自动均衡分布,避免了硬盘的冷热不均,从而降低了存储系统整体的故障率。

l  数据在存储池中硬盘上的自动均衡分布,更多的硬盘参与了读写请求,从而大大提高系统整体的读写速度。

l  在硬盘出现故障的情况,存储池内所有来源硬盘参与重构,从而实现快速重构,RAID 2.0+的重构速度是传统RAID20

你需要了解的RAID 2.0+主要概念:

硬盘域:由存储阵列中多个硬盘组成,硬盘可选择SSD(高性能层)、SAS(性能层)或者NL-SAS(容量层)中的一种或者多种。

ChunkCK):硬盘空间会被划分成若干小块的物理空间;CK的大小为64M

存储池:由来自一种或者多种存储介质上的多个CKG组成。

Chunk GroupCKG):在存储池中,CK按照RAID策略组合成CKG

Extent存储池空间会被切分一定大小的逻辑空间--ExtentExtent是存储池中申请空间、释放空间和迁移数据的最小单位。Extent大小为512K~64M,默认值4M

LUN由存储池中的多个Extent组成,LUN可以由不同存储介质中的Extent组成,因而可以调动多个硬盘同时读写数据,响应速度快、效率高,也就是实现性能提升。

RAID 2.0+的实现原理如下图所示。

http://support.huawei.com/ecommunity/showimage-10114890-10050075-e077e0ea6fe1bbb4d1abc31c622b1fb1.jpg硬盘域是由一种或多种类型的硬盘组成,硬盘在硬盘域中被存储系统划分为更小的块?chunk(如图中数字所标示的块)。存储池是创建于硬盘域中的,可选择由不同的硬盘介质组成,同种硬盘介质组成了存储池的存储层(同种硬盘介质的chunk按照一定的RAID级别组成chunk group,多个同种硬盘介质的chunk group组成了存储池的存储层)。在每个存储层的chunk group中,会划分出比chunk更小的块--extent,同种存储层或不同种存储层的extent组成了LUN

为什么RAID 2.0+能够比传统RAID实现更快的重构?

在传统RAID技术环境中,硬盘发生故障后,系统会启动热备盘,根据RAID策略进行数据重构。当更换故障硬盘后,需要将热备盘中的数据拷贝到新的硬盘中。在此过程中,重构的速度完全取决于热备盘和更换的硬盘单盘的性能,因此,耗时非常长。   

RAID 2.0+采用了底层虚拟化技术,存储池中的chunk按照RAID级别组成chunk group,因此当硬盘故障时,该硬盘上chunk所在的chunk group会进行重构,即参与重构的硬盘数量非常多。同时热备空间不是来自于一块硬盘,而是随机分配在硬盘域中。如下图所示:

http://support.huawei.com/ecommunity/showimage-10114892-10050075-a9ae3ef52cf2b8087f98b8f8e43116b3.jpg

 因此,重构的速度不受限于单盘的性能,重构速度非常快,是传统RAID20

RAID 2.0+RAID级别是怎么体现的?

 RAID 2.0+的原理是将硬盘组成硬盘域,然后将硬盘划分为更小的单位?chunk,在创建存储池时,需要指定存储池中存储层的RAID策略,即是chunk按照RAID策略组成chunk group

需要注意的是,硬盘域支持3种硬盘类型,因此,存储池也支持3个存储层,也就是说,一个存储池里面最多可能存在3RAID策略(每个存储层一种)。

RAID 2.0+支持的RAID级别有最低盘数的限制么?为什么?

有。例如RAID 58D+1P)要求最低需要9块硬盘,这是因为按照RAID 5级别组成chunk groupchunk不能同时来自于同一块硬盘。也就是说组成RAID 58D+1P)需要9chunk,这9chunk必须来自于9块不同的硬盘。这是基于可靠性角度来考虑的,如果一个chunk group中有两个或两个以上的chunk来自于同一块硬盘,当这块硬盘故障时,将会导致该chunk group无法恢复(由该chunk groupRAID策略决定),从而导致数据丢失。

RAID 2.0+的热备空间来自于哪里?

RAID 2.0+的热备空间与传统存储技术来源不一致,并不是来自于热备硬盘,而是来自于热备chunk(因为是chunk按照RAID级别组成的chunk group),热备chunk则随机分布于整个硬盘域的硬盘中,并不会集中于一块硬盘中。

热备空间的大小由热备策略决定,关于热备策略和热备空间大小的关系,请参见《OceanStor V3系列 存储系统 基础存储业务指南 》。

Chunk group的成员chunk是不是必须是同一种类型的硬盘?能否支持RAID级别动态改变?

Chunk group成员必须是同一种类型硬盘,不支持RAID级别的动态改变,即当一个存储池创建完成时,它所包含的存储层的RAID级别也就固定了,不能更改。

为什么RAID 2.0+需要extentChunk groupChunk三层数据结果?不能只使用两层吗?

三层的作用各不相同。Extent是动态分层存储的基本单位;Chunk group是做ChunkRAID级别数据保护;Chunk是做块虚拟化。

为什么要区分extentchunk,而不把chunk的颗粒度做得很小?

Chunk粒度过小会影响性能,所以不能太小。而extent是动态分级存储的基本单位,不能太大。

硬盘域的硬盘个数有限制吗?有没有建议值?

硬盘域是有最低盘数的限制的,取决于硬盘域中的存储池以及它的RAID级别、热备策略等;同时也有最高盘数限制,即不能超过规格支持。从可靠性、性能等角度考虑,建议硬盘域中每个层级(每个层级对应不同的硬盘类型)的硬盘数为48块。

 

99%的用户都查阅了《RAID 2.0+技术多媒体》了解该特性的实现原理。

如想进一步了解RAID 2.0+的相关原理和相关配置操作请参见《OceanStor V3系列存储系统 基础存储业务指南 》。

本帖被以下专题推荐:

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森眸暖光TT
森眸暖光TT 2017-4-18 08:49  举报
我想问下,华为V3存储保险箱盘,到底是做的什么策略,以前是raid10现在是什么??

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w00251481
w00251481   2015-8-26 15:40:38

回复 3 楼

这个跟RAID级别有关系。

RAID 3 和RAID 5最多允许坏1块盘

RAID 6 和RAID 50最多允许坏2块盘

RAID 10 最多可以容许N个硬盘同时损坏(2N个硬盘组成的 RAID 10阵列)。

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MarchTian
MarchTian 2015-8-26 14:34:15

大V开讲第三季01期,小伙伴们参与起来吧。

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哈哈嘻嘻
哈哈嘻嘻 2015-8-26 14:35:59

其实我一直有个问题,看了很多资料和论坛帖子也没得到过明确的答案,就是RAID2.0+到底最多可以坏几块盘呢?

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135526952xx
135526952xx 2015-8-26 14:44:07

Raid 2.0多少块硬盘性能最好,是不是硬盘越多性能越好?

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MarchTian
MarchTian 2015-8-26 14:49:19

引用 3 楼

其实我一直有个问题,看了很多资料和论坛帖子也没得到过明确的答案,就是RAID2.0+到底最多可以坏几块盘呢?

xiaopenyou 发表于 2015-08-26 14:35

感谢你的提问,该问题正在确认中,稍后为你回复!

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迷途书童
迷途书童 2015-8-26 14:51:06

针对于thin lun,extent这个部分叫作grain,那grain大小可以调节么? 怎么调节大小?

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迷途书童
迷途书童 2015-8-26 14:54:57

引用 3 楼

其实我一直有个问题,看了很多资料和论坛帖子也没得到过明确的答案,就是RAID2.0+到底最多可以坏几块盘呢?

xiaopenyou 发表于 2015-08-26 14:35


RAID2.0的热备空间也是由CK组成的,所以,只能说坏几块盘的容量,不能直接说坏几块盘……答案要分环境分RAID类型分热备策略。具体问题具体分析。

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偶来看看
偶来看看   2015-8-26 15:06:50

请问硬盘域可以跨引擎吗?跨引擎的话有什么优缺点?官方建议是否跨引擎?

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MarchTian
MarchTian 2015-8-26 15:22:25

引用 6 楼

针对于thin lun,extent这个部分叫作grain,那grain大小可以调节么? 怎么调节大小?
迷途书童 发表于 2015-08-26 14:51

在Thin LUN模式下,Extent按照固定大小被进一步划分为更细粒度的块,这些块称之为Grain。Thin LUN以Grain为粒度进行空间分配,Grain内的LBA是连续的。
Thin LUN 以Grain为单位映射到LUN,Grain的默认大小为64KB。

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135526952xx
135526952xx 2015-8-26 15:29:02

引用 9 楼


在Thin LUN模式下,Extent按照固定大小被进一步划分为更细粒度的块,这些块称之为Grain。Thin LUN以Grain为粒度进行空间分配,Grain内的LBA是连续的。
Thin LUN 以Grain为单位映射到LUN,Grain的默认大小为64KB。
统一存储资料服务 发表于 2015-08-26 15:22



固定64K,大小是否可调?

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