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解析RAID6最新的冗余技術(shù)
時(shí)間:2012-10-08 09:12 來源:飛客數(shù)據(jù)恢復(fù) 作者:飛客數(shù)據(jù)恢復(fù)工程師
眾所周知服務(wù)器上的數(shù)據(jù)是無比的寶貴,而這些寶貴數(shù)據(jù)的保護(hù)工作是通過硬盤的冗余技術(shù)實(shí)現(xiàn)的,在以往的配置過程中我們依據(jù)數(shù)據(jù)的安全級(jí)別和當(dāng)前服務(wù)器硬件配置兩個(gè)條件來選擇冗余技術(shù)的級(jí)別,從最簡(jiǎn)單的RAID0到RAID1,從中級(jí)冗余技術(shù)RAID3到RAID5。然而即使是通過三塊以上硬盤建立的RAID5磁盤陣列也不能百分之百的保證數(shù)據(jù)的安全,當(dāng)同時(shí)有兩塊硬盤出現(xiàn)問題時(shí)部分?jǐn)?shù)據(jù)還是會(huì)損壞的。因此為了進(jìn)一步提高數(shù)據(jù)的安全級(jí)別,保證工作硬盤在同時(shí)損壞兩塊的情況下還可以保證數(shù)據(jù)不丟失,RAID6這種技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。
一、RAID6的前世今生:
RAID6屬于RAID磁盤冗余技術(shù)的最新標(biāo)準(zhǔn)。在了解他之前首先要對(duì)RAID家族中的其他成員信息有所掌握。RAID將普通硬盤組成一個(gè)磁盤陣列,在主機(jī)寫入數(shù)據(jù),RAID控制器把主機(jī)要寫入的數(shù)據(jù)分解為多個(gè)數(shù)據(jù)塊,然后并行寫入磁盤陣列;主機(jī)讀取數(shù)據(jù)時(shí),RAID控制器并行讀取分散在磁盤陣列中各個(gè)硬盤上的數(shù)據(jù),把它們重新組合后提供給主機(jī)。由于采用并行讀寫操作,從而提高了存儲(chǔ)系統(tǒng)的存取系統(tǒng)的存取速度。另外這種將數(shù)據(jù)平均分配在各個(gè)磁盤上的方法也避免了數(shù)據(jù)的大量損壞,再結(jié)合校驗(yàn)和冗余技術(shù)就可以保證一定的數(shù)據(jù)安全性。
RAID可分為級(jí)別0到級(jí)別6,通常稱為RAID0,RAID1,RAID2,RAID3,RAID4,RAID5,RAID6。當(dāng)然在了解RAID6之前我們需要對(duì)RAID5的基本情況進(jìn)行介紹,因?yàn)镽AID6是從RAID5技術(shù)的擴(kuò)展。
目前RAID5是服務(wù)器采用最多的RAID級(jí)別,RAID5使用至少三塊硬盤來實(shí)現(xiàn)陣列,它既能實(shí)現(xiàn)RAID0的加速功能也能實(shí)現(xiàn)RAID1的備份數(shù)據(jù)功能,在陣列當(dāng)中有三塊硬盤的時(shí)候,它將會(huì)把所需要的存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)按照用戶定義的分割大小分割成文件碎片存儲(chǔ)到兩塊硬盤當(dāng)中,此時(shí)陣列當(dāng)中的第三塊硬盤不接收文件碎片,它接收到的是用來校驗(yàn)存儲(chǔ)在另外兩塊硬盤當(dāng)中數(shù)據(jù)的一部分?jǐn)?shù)據(jù),這部分校驗(yàn)數(shù)據(jù)是通過一定的算法產(chǎn)生的,可以通過這部分?jǐn)?shù)據(jù)來恢復(fù)存儲(chǔ)在另外兩個(gè)硬盤上的數(shù)據(jù)。另外這三塊硬盤的任務(wù)并不是一成不變的,也就是說在這次存儲(chǔ)當(dāng)中可能是1號(hào)硬盤和2號(hào)硬盤用來存儲(chǔ)分割后的文件碎片,那么在下次存儲(chǔ)的時(shí)候可能就是2號(hào)硬盤和3號(hào)硬盤來完成這個(gè)任務(wù)了。可以說,在每次存儲(chǔ)操作當(dāng)中,每塊硬盤的任務(wù)是隨機(jī)分配的,不過,肯定是兩塊硬盤用來存儲(chǔ)分割后的文件碎片另一塊硬盤用來存儲(chǔ)校驗(yàn)信息。
這個(gè)校驗(yàn)信息一般是通過RAID控制器運(yùn)算得出的,通常這些信息是需要一個(gè)RAID控制器上有一個(gè)單獨(dú)的芯片來運(yùn)算并決定將此信息發(fā)送到哪塊硬盤存儲(chǔ)。RAID5同時(shí)會(huì)實(shí)現(xiàn)RAID0的高速存儲(chǔ)讀取并且也會(huì)實(shí)現(xiàn)RAID1的數(shù)據(jù)恢復(fù)功能,也就是說在上面所說的情況下,RAID5能夠利用三塊硬盤同時(shí)實(shí)現(xiàn)RAID0的速度加倍功能也會(huì)實(shí)現(xiàn)RAID1的數(shù)據(jù)備份功能,并且當(dāng)RAID5當(dāng)中的一塊硬盤損壞之后,加入一塊新的硬盤同樣可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的還原。也就是說RAID5是通過三塊以上的硬盤共同作用產(chǎn)生的冗余技術(shù),在實(shí)際使用過程中出現(xiàn)一塊硬盤損壞的情況后,其他硬盤可以共同作用把損壞的那塊硬盤上的數(shù)據(jù)恢復(fù)出來,從而提高了數(shù)據(jù)保存的安全性。
二、RAID6的工作狀態(tài):
RAID6是RAID家族中的新技術(shù),是在RAID5基礎(chǔ)上擴(kuò)展而來的。所以同RAID5一樣,數(shù)據(jù)和校驗(yàn)碼都是被分成數(shù)據(jù)塊然后分別存儲(chǔ)到磁盤陣列的各個(gè)硬盤上。RAID6加入了一個(gè)獨(dú)立的校驗(yàn)磁盤,它把分布在各個(gè)磁盤上的校驗(yàn)碼都備份在一起,這樣RAID6磁盤陣列就允許多個(gè)磁盤同時(shí)出現(xiàn)故障,這對(duì)于數(shù)據(jù)安全要求很高的應(yīng)用場(chǎng)合是非常必要的。這樣搭建一個(gè)RAID6磁盤陣列最少需要四塊硬盤。但是RAID6并沒有改善RAID5寫入性能不佳的情況,寫入緩存的應(yīng)用僅僅能對(duì)于這個(gè)缺點(diǎn)進(jìn)行一定程度的彌補(bǔ)但是并不能從根本上解決問題。因?yàn)镽AID5和RAID6都可以根據(jù)應(yīng)用程序來更改數(shù)據(jù)塊的大小,所以它的實(shí)際性能還會(huì)受到這個(gè)因素的影響。
在實(shí)際應(yīng)用中RAID6的應(yīng)用范圍并沒有其它的RAID模式那么廣泛。如果實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能一般需要設(shè)計(jì)更加復(fù)雜、造價(jià)更昂貴的RAID控制器,所以它一般也不會(huì)集成在主板上。總的來說RAID6是可以容忍兩塊硬盤同時(shí)出現(xiàn)故障而仍然可以恢復(fù)出數(shù)據(jù)的,另外他的實(shí)際容量是總?cè)萘繙p兩塊硬盤,例如80G的硬盤一共五塊來做RAID6,那么他的實(shí)際可用容量就是80*5-80*2了,為240G。
三、RAID6的性能:
既然RAID6是最新的RAID冗余技術(shù),那么他的性能應(yīng)該是非常不錯(cuò)的。
(1)RAID6的隨機(jī)讀取性能:很好(當(dāng)使用大數(shù)據(jù)塊時(shí))。
(2)RAID6的隨機(jī)寫入性能:差,因?yàn)椴坏诿坑脖P上寫入校驗(yàn)數(shù)據(jù)而且要在專門的校驗(yàn)硬盤上寫入數(shù)據(jù)。
(3)RAID6的持續(xù)讀取性能:好(當(dāng)使用小數(shù)據(jù)塊時(shí))。
(4)RAID6的持續(xù)寫入性能:一般。
(5)RAID6的優(yōu)點(diǎn):快速的讀取性能,更高的容錯(cuò)能力。
(6)RAID6的缺點(diǎn):很慢的寫入速度,RAID控制器在設(shè)計(jì)上更加復(fù)雜,成本更高。
總結(jié):
RAID6技術(shù)雖好不過并不是每個(gè)企業(yè)都可以用得到的,而且他的高額價(jià)格也不是誰都承擔(dān)得起的,對(duì)于大部分中小企業(yè)來說數(shù)據(jù)的保存所需級(jí)別并沒有那么高,這種情況下我們只需要使用常規(guī)的RAID5即可。就目前而言,對(duì)于那些數(shù)據(jù)中心,信息中心等對(duì)數(shù)據(jù)安全級(jí)別要求比較高的企業(yè),筆者覺得才有使用RAID6保護(hù)數(shù)據(jù)的必要。