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改良or革命!传统RAID未来发展三大方向

  【IT168 专稿】提到数据保护,人们首先想到的也许就是做RAID,的确,RAID技术为数据保护做出了卓越的贡献,它在人们心目中的地位是很难撼动的,但人们对驱动器的容量和性能要求越来越高,于是催生了一批可替代RAID的技术和产品。

  RAID全称独立磁盘冗余阵列,1989年开始成为基于磁盘的数据保护标准,事实证明它是一个可靠的数据保护方法,但现在最基本的存储原理正在慢慢发生变化,RAID也面临再次革命。

  为了更好地理解RAID替代技术为什么有吸引力,我们先要弄清楚RAID以及RAID技术现在所面临的问题。

  新世纪RAID凸显的缺点

  RAID的目的是在硬盘驱动器(HDD)失效时保护数据,当HDD发生故障时,根据不同类型的RAID,它里面的数据可通过奇偶校验或镜像副本重新创建,但电子机械式硬盘发生故障的几率很高。

  来自IDC,Gartner和Enterprise Strategy集团的分析师预计每年数据存储的增量保持在50%-62%之间,因此对HDD的需求也呈高增长态势,从统计学来讲,HDD数量越多,出故障的次数也越多。硬盘制造商不断提高HDD的密度,现在我们可以买到2TB SATA硬盘,也许到年底就可以买到4TB的了,即使高性能的SAS和FC(光纤通道)硬盘容量也达到了600GB,在这些高密度硬盘上重建时,RAID问题就凸现出来了。

  每种RAID在写入性能、读取性能、数据保护水平、数据重建速度和每块硬盘上的可用存储空间方面都有优缺点,例如,如果保证数据可用性是最高优先级,那么镜像或多重镜像(RAID 1,RAID 10,三重镜像等)是最好的选择,数据在其它HDD或RAID上有完整的副本,简化了数据保护和恢复过程,但成本确是一个严峻的考验,因为两块146GB的硬盘最终可用容量只有一块。此外,这种镜像的方法对系统资源的消耗也是双倍的,对I/O性能的影响是最大的。现实中,很少有组织采用这种纯镜像的方法,大部分更愿意接受RAID 5或RAID 6。

  当RAID 5中的一块硬盘坏掉时,系统将会在校验磁盘上重建故障磁盘上的数据,当硬盘容量不大时,数据重建大约只需要几分钟,但随着硬盘容量达到TB级后,重建时间往往要数小时,数天甚至数周,重建期间系统性能肯定会下降,如果应用系统用户不容许性能下降,那重建操作只能以低优先级运行,这样重建的时间会显著增长,重建时间越长意味着数据丢失的风险越大,基于这个原因,很多公司干脆直接上了RAID 6。

  RAID 6提供了第二块校验或条带磁盘保护数据,即使有两块硬盘坏掉或出现不可恢复的读取错误,数据丢失的风险也显著降低了,但如果需要同时重建两块硬盘上的数据,对系统性能的影响将非常大,此外,RAID 6阵列的磁盘可用容量也浪费较多,如果第三块硬盘也坏掉,数据丢失的风险更大,因为三块同时坏掉时恢复的难度也更大。

  RAID同样面临机械磨损,灰尘损害的风险,大多数存储系统都包括自动纠错功能,但随着硬盘容量的增加,这些操作所需的时间也呈指数级上升。

  固态硬盘(SSD)更是加重了RAID存在的这些问题,因为SSD要应付高性能应用程序,NetApp的CEO Tom Georgens最近表示“快速访问的数据要放在闪存中,其它数据放在SATA硬盘上”。

  这些RAID问题给硬盘厂商提供了许多灵感,学术研究人员和厂商都开始寻求RAID替代技术,我们将这些创新技术分成了三种:RAID+创新,RAID+改造和RAID掘墓人。

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