RAID相关知识简介

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1、Inspur groupRAID相关知识简介*2Content内容 一、RAID介绍 二、RAID实现方式 三、RAID卡原理 四、RAID性能提升 五、目前在用RAID卡产品线DateInspur group3 一、RAID介绍 1、RAID技术的主要优点 2、RAID的几种常用阵列简介DateInspur group4 1、RAID技术的主要特点RAID技术主要有以下两个特点：（1）提高数据访问速度硬盘数据条带化多硬盘同时读取（2）数据冗余保护硬盘镜像奇偶校验 减少硬盘的机 械寻道时间提高数据存取速度 数据冗余保护DateInspur group5 2、 RAID的几种常用阵列 （1）RA

2、ID 0（条带）（2）RAID 1（镜像）（3）RAID 3（奇偶位条带）（4）RAID 10 (镜像条带阵列)（4）RAID 5（分布奇偶位条带）（5）RAID 6 (双分布奇偶位条带)DateInspur group6级别需要的硬 盘数可用容量典型应用RAID 0大于2100%无故障的迅速读写，要求安全性不高，如图形工作站等 RAID 1250%随机数据写入，要求安全性高，如数据库存储领域RAID3大于3（N-1）/N主要应用于视频图 像采集领域RAID 5大于3（N-1）/N随机数据传输要求安全性高，如金融、数据库、存储 等 RAID6大于4（N-2）/N随机数据传输要求安全性高，如金融

3、、数据库、存储 等RAID 10450%连续数据量大，要求安全性高，如银行、金融等领域 DateInspur group7 RAID0ABCDEFGHIJ硬盘1硬盘2RAID1AABBCCDDEE硬盘1硬盘2DateInspur group8 RAID3ABabCDcdEFefGHghIJij硬盘1硬盘2硬盘3RAID5ABabCcdDefFEGHghIijJ硬盘1硬盘2硬盘3DateInspur group9RAID6ABPQCPQDPQEFQGHPIJPQ硬盘1硬盘2硬盘3硬盘4RAID10AABBCCDDEEFFGGHHIIJJ硬盘1硬盘2硬盘3硬盘4DateInspur group10

4、RAID主要实现方式有以下三种 1、软件RAID 2、软件+硬件RAID 3、硬件RAID二、RAID实现方式DateInspur group111、软件RAID（1）实现方式基本磁盘 动态磁盘 分区条带化 构建磁盘阵列 （2）特点 通过分区条带化来实现磁盘阵列需要做磁盘转换，由基本磁盘到动态磁盘 整个阵列是基于操作系统的，亦即系统分区不参与实现阵列。RAID配置信息存在系 统信息中，一旦系统崩溃，RAID信息也会丢失，所有数据都将OVER。无需额外的成本付出，完全是基于软件的RAID。DateInspur group122、软件+硬件RAID这种RAID实现方式主要是指Host RAID，即

5、通常所说的软RAID。 （1）实现方式利用板载RAID控制器或外插RAID卡的方式来提供简单的RAID功能，主要实现方式有以下几种： 板载SAS/SATA控制器：9410，1068，主要支持RAID0,1,10,1E 板载1068E+iButton：可以实现软RAID5 外插卡方式：例如TX4650,TX4310,RR1740等低端的RAID卡，支持软RAID5（2）特点 由于这种RAID没有独立的IOP，因此需要额外占用CPU和内存资源。所提供的RAID功能单一，只支持RAID 0、RAID 1、RAID 10(Adaptec)、RAID 1E(LSI)、 RAID5(1068+iButto

6、n或外插卡) 与纯软件RAID相比，有较强的容错能力。初始投资较小，适合于中低档服务器。 DateInspur group133、硬件RAID（1）实现方式1. IOP内存 2. IOP+IOC RAID卡，例如：38053. IOP+IOC ROC(RAID on Chip)例如：SAS1078，Intel SunriseLake3484. 板载IOP+板载IOC+内存 ROMB(RAID on MotherBoard) 零通道RAID卡+板载SAS控制器 DateInspur group14 (2)特点1. 零通道RAID卡特点（1）充分利用板载的SCSI控制器，降低整体成本（2）与Hos

7、t RAID相比，支持全部常用RAID级别，功能更加全面，减少CPU和内存的利用率，可以更好的发挥系统性能。（3）由于内部的数据处理需要通过PCI-X总线进行传输，因此一般情况下性 能比单/双通道的差。（4）由于零通道RAID卡没有一个统一的规则，因此各厂家的零通道RAID卡只 支持自己生产的SCSI控制器，不利于日后的升级维护。DateInspur group152. 单/双通道RAID卡特点（1）单/双通道RAID卡上带有全部RAID功能所需的硬件，只要主板有PCI插 槽支持，无需另外任何资源就可以提供RAID功能。支持全部常用RAID级别(0 、1、5、6、10、50、60)（2）RAI

8、D功能和运算完成全部通过卡上的本地内部总线进行，速度比通 过PCI-X总线的零通道RAID卡快。3. ROMB特点与单/双通道RAID卡相比，降低了成本，而性能却相当。DateInspur group16PCI-E (2.5Gb x8)2 GB/s full duplex5.3 Gb/s2.4 GB/s full duplex 300 MB/s per PortX8 PCIeIO ProcessorRAID / XORDDR & DDR2 Memory ControlDMA EnginesSAS CoreQuad Port SAS / SATA x4Quad Port SAS / SATA x

9、44464-bit DDR with ECC1078芯片架构DateInspur group17 1、RAID卡硬件模块组成 2、RAID卡运作流程三、RAID卡原理DateInspur group181、RAID卡硬件模块组成 IO Processor，IO处理器，提供RAID数据校验计算、输入输出处理等功能。 IOC，IO控制器，提供总线通道，用来连接硬盘、存储设备。 主机总线接口，目前主流为PCI-E，有PCI-Ex1,x4,x8等类型接口,总线速率分别为： 250MB/s,1GB/s,2GB/s Battery Backup Unit，电池备份模块，提供意外掉电下的数据保护。 Cach

10、e Memory，缓存/内存，提供数据从IOP到硬盘之间的缓冲，提高整体性能，目 前主流为：128M、258M和512M，形式上以板载内存颗粒为主。 Flash ROM，用来存放Firmware和BIOS NVRAM，用于保存RAID设置信息 蜂鸣器，在RAID阵列出现意外掉盘等情况下提供声音报警，提醒用户进行维护。DateInspur group19DateInspur group202、RAID卡运作流程IOP作为RAID卡的CPU，通过执行闪存中的Firmware，控制SCSI控制器、Cache Memory以及指示报警电路，来实现RAID卡的功能，运作流程如下： 1） 初始化RAID卡

11、寄存器2） 读取NVRAM中的RAID参数，与硬盘实际信息进行比较，显示结果3） 发送配置提示、响应 用户命令进入配置界面4） 提供配置菜单、将用户提供的RAID卡参数、RAID参数存入NVRAM5） 根据RAID参数，通过SCSI控制器对硬盘进行初始化写操作6） 完成配置7） 等待Host发出读写操作命令DateInspur group21 四、RAID性能提升影响RAID卡性能的因素很多，其中可调因素主要有RAID卡缓存（ CACHE）大小、写策略（WRITE POLICY）、读策略（READ POLICY）、条 带的大小（STRIPE SIZE）。不同的RAID卡虽然说法略有不同，但意思

12、 是一样的。很多设置可以在RAID卡的配置工具中调整。1、条带大小选择2、读写缓存3、写策略DateInspur group221、条带大小选择在顺序读写应用中条带越大越好 （一般选择128K）在随机读写应用中小的条带性能 较好（一般选择32K）RAID5ABabCcdDefFEGHghIijJ硬盘1硬盘2硬盘3DateInspur group23 2、读写缓存1、预读预读2、回写数据 CACHE 硬盘（闲置）（1）需外加电池，防止系统断电导致数据丢失；（2）增加大容量CACHE，更有利于电梯式回写，减少硬盘写操作的平均访问时间，从而提高吞吐率。Read Ahead:针对于所读扇区的下一扇区，

13、对数据文件读取有利Pre-Fetch：针对于先前读过的数据，对程序文件读取有利DateInspur group24 3、写策略1. 通写（ THROUGH ）数据 硬盘在这种模式下，所有数据在以命令完成状态返回到计算机之前，直接写到硬盘。 回写（BACK）数据 CHCHE 硬盘（空闲）采用回写可以大幅度提高RAID性能通写模式下，缓存大小对性能影响不大采用回写模式有一定的危险性DateInspur group25 五、目前在用RAID卡产品线 LSI Adaptec PromiseDateInspur group26接口通道类 型LSIAdapte cPromise3WareAreca Hig

14、hpoint 内4PCI TX4310 PCIE x1 TX4650 PCIE x48704E3405 PCIE x8 5405EX4650 内4外4PCIE x48344E PCIE x8 5445EX86549690SA-4I4E 内8PCIE x48308E、8708E3805 9650SE-8I（SATA） PCIE x88408E、 8708EM25805EX86509690SA-8IARC-1680i4320 内8/外8PCIE x88888E、 8888EM2 内12 31205 9650SE-12I（SATA）ARC-1231ML(SATA) 内168401631605EX16

15、6509650SE-16I(SATA)ARC-1261ML(SATA) 内12、16 、24/外4 51245 、 51645 、 52445 内24 9650SE-24I(SATA)ARC-1280ML(SATA) DateInspur group27 LSI-8708EDateInspur group28 LSI-8708DateInspur group29 Adaptec-3805/3405DateInspur group30 Adaptec-3805/3405DateInspur group31 Adaptec-5805/5405DateInspur group32 Adaptec-5805/5405DateInspur group33 Adaptec-5805/5405DateInspur group34 Promise-EX8650DateInspur group35 Promise-EX8650DateInspur group36 Promise-TX4650DateInspur group37 Promise-TX4650DateInspur group38 Promise-TX4310DateInspur group39 Thank you!DateInspur group