RAID2.0+技術(shù)原理

在硬盤(pán)域中硬盤(pán)可以選擇 SSD、SAS、NL-SAS中的一種或多種，在存儲(chǔ)系統(tǒng)中可以創(chuàng)建多個(gè)硬盤(pán)域，不同的硬盤(pán)域中實(shí)現(xiàn)故障隔離；硬盤(pán)域中的硬盤(pán)空間會(huì)被劃分成固定大小的物理空間—CK（Chunk），從而實(shí)現(xiàn)底層塊級(jí)虛擬化，CK的大小為64MB；

在硬盤(pán)域中可以創(chuàng)建存儲(chǔ)池，存儲(chǔ)池由硬盤(pán)域中的多個(gè)CK組成，CK按CRUSH算法選自于不同的硬盤(pán)，可以在硬盤(pán)域中創(chuàng)建多個(gè)存儲(chǔ)池，存儲(chǔ)池可以包含一種或多種類(lèi)型的CK；

在存儲(chǔ)池中，相同類(lèi)型的CK按RAID策略組合為CKG，CKG會(huì)被劃分為以CK更小的邏輯空間Extent，根據(jù)業(yè)務(wù)需求，可以對(duì)Extent的大小進(jìn)行設(shè)置；Extent是存儲(chǔ)池中申請(qǐng)空間、釋放空間、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和數(shù)據(jù)遷移的基本單位；

在存儲(chǔ)池中，可以創(chuàng)建多個(gè)LUN，LUN由存儲(chǔ)池中的多個(gè) Extent組成，LUN可以包含一種或多種類(lèi)型的Extent，根據(jù)業(yè)務(wù)需求可以動(dòng)態(tài)調(diào)整LUN的容量，例如當(dāng)LUN的規(guī)劃容量不能滿足業(yè)務(wù)需求時(shí)，可以申請(qǐng)Extent來(lái)增加LUN的容量；

最終LUN映射給主機(jī)用于數(shù)據(jù)讀寫(xiě)，當(dāng)主機(jī)向LUN中寫(xiě)入數(shù)據(jù)時(shí)，數(shù)據(jù)會(huì)存儲(chǔ)多個(gè)Extent，在存儲(chǔ)池中數(shù)據(jù)將分布在多個(gè)CKG上，而CKG是由硬盤(pán)域中不同硬盤(pán)上的多個(gè)CK組成，因此數(shù)據(jù)將均勻地分布在硬盤(pán)域的所有硬盤(pán)上，實(shí)現(xiàn)硬盤(pán)數(shù)據(jù)負(fù)載均衡，所有硬盤(pán)響應(yīng)數(shù)據(jù)讀寫(xiě)，并在硬盤(pán)故障時(shí)所有硬盤(pán)參數(shù)數(shù)據(jù)重構(gòu)。

RAID2.0優(yōu)勢(shì)

1.快速重構(gòu)：由于熱備空間也是按CHUNK分散在多個(gè)盤(pán)上的，因此多個(gè)CKG的重構(gòu)幾乎可以同時(shí)進(jìn)行，避免了傳統(tǒng)RAID寫(xiě)單個(gè)熱備盤(pán)造成的性能瓶頸，大大減少了重構(gòu)時(shí)間。

2.硬盤(pán)負(fù)載均衡：LUN的數(shù)據(jù)被均勻分散分布到陣列內(nèi)所有的硬盤(pán)上，可以防止局部硬盤(pán)過(guò)熱，提升可靠性。在參與業(yè)務(wù)讀寫(xiě)過(guò)程中，陣列內(nèi)硬盤(pán)參與度高，提升系統(tǒng)響應(yīng)速度。

3.最大化硬盤(pán)資源利用率：性能上，LUN基于資源池創(chuàng)建，不再受限于RAID組硬盤(pán)數(shù)量，LUN的隨機(jī)讀寫(xiě)性能可得到大大提升；容量上，資源池中的硬盤(pán)數(shù)量不受限于RAID級(jí)別，免除傳統(tǒng)RAID環(huán)境下有些RAID組空間利用率高而有些RAID組空間利用率低的狀況，并借助智能精簡(jiǎn)配置，提升硬盤(pán)的容量利用率。

4.提升存儲(chǔ)管理效率：無(wú)需花費(fèi)過(guò)多的時(shí)間做存儲(chǔ)預(yù)規(guī)劃，只需簡(jiǎn)單地將多個(gè)硬盤(pán)組合成存儲(chǔ)池，設(shè)置存儲(chǔ)池的分層策略，從存儲(chǔ)池劃分LUN即可。

當(dāng)需要擴(kuò)容存儲(chǔ)池，只需插入新的硬盤(pán)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)的調(diào)整數(shù)據(jù)分布，讓數(shù)據(jù)均衡的分布到各個(gè)硬盤(pán)上。

當(dāng)需要擴(kuò)容LUN時(shí)，只需輸入想要擴(kuò)容的LUN大小，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)從存儲(chǔ)池中劃分所需的空間，并自動(dòng)調(diào)整LUN的數(shù)據(jù)分布。

RAID2.0+的可靠性提升

1.負(fù)荷分擔(dān)：RAID2.0+使得硬盤(pán)更加均衡地工作，避免了傳統(tǒng)RAID可能出現(xiàn)的硬盤(pán)“過(guò)勞死”問(wèn)題。

2.穩(wěn)健重構(gòu)：RAID2.0+技術(shù)使得發(fā)生重構(gòu)時(shí)有更多的硬盤(pán)來(lái)分擔(dān)重構(gòu)負(fù)荷，減少了每塊硬盤(pán)承擔(dān)的重構(gòu)工作量，大大降低了重構(gòu)期間再發(fā)生硬盤(pán)故障的風(fēng)險(xiǎn)。

3.快速重構(gòu)：RAID2.0+大大減少了重構(gòu)的時(shí)間窗，使得系統(tǒng)能在盡可能短的時(shí)間內(nèi)恢復(fù)到容錯(cuò)狀態(tài)，從而提升系統(tǒng)的可靠性。

4.精簡(jiǎn)重構(gòu)：RAID2.0+能夠通過(guò)元數(shù)據(jù)感知已分配空間中哪些是已使用的，因此在重構(gòu)時(shí)僅重構(gòu)已使用空間，減少了重構(gòu)數(shù)據(jù)量，進(jìn)一步縮短了重構(gòu)時(shí)間。

5.自檢自愈：RAID2.0+采用分布式的熱備空間，當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到故障時(shí)，只要硬盤(pán)中有空閑的空間（CK），即可自動(dòng)啟動(dòng)重構(gòu)，在提升可靠性的同時(shí)大大降低了管理成本。

6.失效數(shù)據(jù)量：傳統(tǒng)RAID失效后，影響的是RAID組上的所有數(shù)據(jù)；而RAID2.0+發(fā)生多盤(pán)失效后，只有和多塊失效硬盤(pán)都相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)才會(huì)失效，大部分的數(shù)據(jù)仍然可以訪問(wèn)。

7.有效應(yīng)對(duì)雙盤(pán)失效：兩個(gè)硬盤(pán)域內(nèi)各壞一塊盤(pán)，是不會(huì)雙盤(pán)失效的。同一個(gè)硬盤(pán)域內(nèi)只有和2塊失效硬盤(pán)都相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)才會(huì)失效，大部分的數(shù)據(jù)仍然可以訪問(wèn)，失效數(shù)據(jù)量與傳統(tǒng)RAID相比按數(shù)量級(jí)減少。

同一硬盤(pán)域在硬盤(pán)空余容量足夠的情況下，一塊硬盤(pán)故障重構(gòu)完成后另一塊硬盤(pán)故障不會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失，直到硬盤(pán)剩余空間不足或正常硬盤(pán)數(shù)量降低到RAID類(lèi)型設(shè)定的數(shù)據(jù)塊數(shù)量。