你是保守派还是改革派? 看传统RAID未来发展三大方向(上)

日期: 2010-06-09 来源:TechTarget中国 英文

  传统RAID+创新

  有些厂商通过提高可靠性,减少缺点解决了部分传统的RAID问题,IBM的EVENODD和NetApp的RAID-DP通过减少算法开销增强了RAID 6的性能。

  NEC的RAID-TM旨在降低RAID 1的数据丢失风险,它将数据同时写入三块独立的硬盘,即使出现两块硬盘故障或不可恢复的读取错误,在不降低性能的情况下,应用程序仍然可以继续访问它需要的数据,即使在重建期间性能也不会有影响,当然RAID-TM的缺点也很明显,那就是磁盘空间利用率只有1/3。

  RAID-X是IBM XIV存储系统中的创新,它使用大量的条带减少RAID性能的损失和数据丢失的风险,可以将其看作是RAID 10的变种,它使用智能的风险算法,随机地将数据块镜像分配到整个阵列,这个方法让XIV在2TB HDD上花不到30分钟的时间重建数据,和其它镜像技术一样,RAID-X的缺点是磁盘空间的利用率不高。

  惠普LeftHand Networks和Pivot3公司为他们基于x86的集群iSCSI存储提供了类似的Network RAID变种,Network RAID利用了RAID的原理,但使用了存储节点代替磁盘作为最低的组件级别,这样它可以跨集群分配逻辑卷的数据块,根据Network RAID级别的不同,可以提供1-4份数据镜像,同时,它具有自我治愈能力,当一个节点发生故障时,它可以纠正数据,然后将其复制到别的节点上,Network RAID降低了数据丢失的风险,即使重建期间对性能的影响也很小,同其它镜像技术一样,磁盘空间的利用率低是它的最大缺点。

  这些仅仅是RAID+创新技术的一部分例子,还有一些类似的技术正在酝酿之中,包括RAID 7提议,TSHOVER等。

  传统RAID+改造

  也有一些RAID替代技术视图重新发明RAID,这些技术遵循的原则就是借鉴现有RAID技术的优点,同时避免其缺点,这样的例子包括自愈存储和BeyondRAID。

  自愈存储:Xiotech公司的智能存储元件(Intelligent Storage Elements,ISE)是自愈存储的一个很好示例,ISE紧密集成了RAID和HDD,将它们合成了一个单一的存储元件。

  Xiotech设计的ISE解决了大部分RAID重建的问题,它消除了67%-90%的重建任务,它使用了类似于工厂使用的HDD恢复算法,在故障发生前,主动消除硬盘故障隐患,从而减少硬盘故障,它也使用了先进的振动控制和叫做DataPacs的密封性系统,减少外部影响引起的硬盘故障。发生故障时,它使用类似原始制造商使用的方法调用DataPac内的修复组件立即做出反应,分析电源周期,重新校准组件,再制造HDD,如果故障仍然存在,ISE将会隔离不可恢复性扇区,然后启动数据重建进程,重建这部分不可恢复扇区中的数据,因此重建的几率很小,重建的时间通常也很短。此外,它是全自动化的,因此人为错误是可以完全避免掉的,整个自愈过程相对于工厂生产过程。这项技术的缺点是前期成本较高,但总体拥有成本降低了(Xiotech提供了五年的担保)。

  Atrato公司的Velocity1000(V1000)使用一种叫做故障检测(Fault Detection),隔离恢复(Isolation Recovery)的自愈技术(FDIR),结合Atrato的虚拟化引擎(AVE)使用,FDIR会观察组件和系统的健康情况,增加了自我诊断和自动化自愈功能,但它没有Xiotech提供的HDD再制造和复原功能。Atrato将160块2.5英寸SATA硬盘塞入一个3U的系统叫做SAID(独立磁盘自我维护阵列),Atrato使用大量的SATA硬盘执行可靠性运行测试(ORT),监控硬盘的真实性能,检测SATA HDD的偏差,Atrato也是通过首先修复故障扇区处理硬盘故障的,但没有达到制造商级别的修复、再制造或重新校准。如果故障或不可恢复性读取错误不能修复,故障扇区将被隔离,该扇区上的数据将被重建,通过这种方式,Atrato减少了重建的数量和重建时间,Atrato提供三年的担保。

  DataDirect Networks的DDN S2A技术也具有自愈能力,它会尝试多种水平的HDD恢复方法,它会记录所有写操作的日志,判别异常行为,然后尝试恢复操作,恢复成功时,只有一小部分HDD上的内容需要使用日志重建,因此重建时间也很短。

  Panasas的ActiveScan技术通过持续地监控HDD和它们的内容来检测问题,ActiveScan要监控数据对象,RAID校验,磁盘媒体和磁盘驱动器属性,检查到一个潜在的问题时,它将数据移动到相同磁盘的闲置区域,通过使用磁盘的SMART属性统计分析信息可以预测HDD的故障,这样可以在故障发生前提前将数据转移走,这种技术消除或减少了重建的需求。

  LSI和NEC都可以在RAID磁盘组工作时检测其中的扇区错误,检测到错误时,如果有闲置扇区可供转移数据,HDD就不会停止运转,从而避免完全重建,在检测和修复过程中性能都不会受到太大的影响,这是一个有限的自愈技术,减少了重建数量。

  3PAR的InSpire Architecture使用了先进的HDD错误隔离技术,减少了数据重建需求,通过独有的大容量并行重建技术,大大缩短的重建时间(通常不会超过30分钟)。

  BeyondRAID:Data Robotics的BeyondRAID是构建在RAID技术之上的,对管理员来说它是完全透明的,它把RAID的离线过程改变成了在线动态的过程,具有自我管理能力,BeyondRAID具有RAID的数据保护功能,但它究竟解决了哪些RAID问题让它脱颖而出呢?他允许一或两块硬盘故障,内置全自动的数据自愈(不是存储自愈)功能,数据块分布在所有磁盘上,因此数据重建非常快,因为系统具有“数据感知”能力,支持不同大小的硬盘驱动器,它最多可以达到8块SATA硬盘,对中小企业最有吸引力。

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