HPRAID高级数据保护Word文件下载.docx
《HPRAID高级数据保护Word文件下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《HPRAID高级数据保护Word文件下载.docx（9页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
它能够安全地保护最多由56个磁盘驱动器组成的阵列，容错性能优于RAID5，部署成本低于RAID1。
HPRAID高级数据保护
（本页左侧文字译文）
RAID–冗余独立磁盘阵列。
条带化–为了提高性能使数据在多个磁盘驱动器上扩展。
在多个驱动器上数据是按照字节或扇区交叉存取的。
简介
由于电子商务和传统应用的发展，例如事务处理、企业资源规划和决策分析等，客户需要面对和处理的数据量越来越大。
随着数据等级的提高，客户十分重视采用具有成本效率的存储技术来保护他们存储在日益增多的磁盘驱动器中的数据。
对于这些客户来说，RAID比将数据存储在单独的硬盘驱动器上具有更高的性能和容错特性。
RAID将一组磁盘驱动器组合起来共同完成存储功能，从操作系统的观点来看，就像一个单一的物理磁盘驱动器。
RAID的配置称为级，级随着容错所使用方法的不同而不同，但是在级数和容错保护的程度之间没有相关性。
本文介绍了RAID1、1+0、5和HP的RAIDADG，因为它们是最适于存储企业数据的阵列的RAID级。
RAID0虽然不提供容错特性，但介绍它的目的是为了与RAID1+0进行比较。
本文首先介绍了各种RAID级在保护大容量存储数据方面的功能和局限性。
然后描述了客户在决策过程中所考虑的三个最重要的因素：
容错、成本效率和性能。
功能和局限性
那些需要建立由大量磁盘驱动器或高容量磁盘驱动器组成的大型磁盘阵列的客户，应该考虑现有的RAID配置在一个或多个驱动器出现故障时，在保护数据方面所存在的局限性。
本节内容将帮助客户分析各种RAID级之间的区别，其中包括RAIDADG。
下一页中的表1概括了这些RAID技术在功能、最适合的应用及局限性方面的特点。
对于RAID0的配置，一个文件被分为多个块，在磁盘阵列的所有驱动器中对每个块都进行条带化。
对于大型文件，从各个驱动器中并行地读出数据比从单一的一个驱动器中读文件要快。
然而，这种RAID配置不具有容错性能；
如果一个驱动器出现故障，整个磁盘阵列将无法使用。
RAID1是一种镜像配置，即在两个驱动器系统中存储完全相同的数据。
它适用于要求极高可用性的应用。
虽然RAID1具有较高的容错性，但它需要两倍的驱动器，因此存储效率较低。
RAID1+0是通过镜像驱动器的条带化阵列来实现的。
它非常适用于高性能、高可靠性并牺牲一定存储效率的应用。
只要互为镜像对的两个驱动器不同时出现故障，RAID1+0就能够承受一半驱动器故障的恶劣情况；
不过，它牺牲了一定的存储容量效率。
RAID5可以在三个或多个驱动器组成的磁盘阵列中实现。
计算每一个数据条带的奇偶校验信息，然后将该信息存储在与存储该数据条带的驱动器不同的驱动器上。
在磁盘阵列的所有驱动器中对奇偶校验信息都进行条带化，它占用与一个物理驱动器同等的容量。
一般情况下，RAID5具有较好的性能，但整个磁盘阵列只能承受一个驱动器的故障。
HP的RAIDADG是对RAID5的扩展，它是在四个或多个驱动器组成的磁盘阵列中实现的。
在磁盘阵列的所有驱动器中对数据和两组奇偶校验信息都进行条带化，附加的一组奇偶校验信息能够改善磁盘阵列的容错性能，但降低了磁盘的写性能。
两组奇偶校验信息占用与阵列中二个驱动器同等的容量。
当阵列中的两个驱动器同时出现故障时，RAIDADG能够有效地保护数据。
TC020604TB
P4
技术简报HPRAID高级数据保护
表1.大型磁盘阵列RAID技术一览表
RAID级
功能/应用
局限性
RAID0
（Disk磁盘）
至少需要一个驱动器。
在各个磁盘驱动器上对文件进行条带化。
没有容错功能，容易出现故障。
图像编辑·
视频生产·
预印应用
RAID1
至少需要二个驱动器。
采用镜像方式——将完全相同的数据存储在两个驱动器中，具有高容错性和非常好的性能。
需要50%的容量专门用于故障保护。
将所需要的驱动器数量提高了一倍。
财务会计·
薪资册·
金融
RAID1+0
（Striping条带化）
（Mirroring镜像）
至少需要四个驱动器。
采用镜像磁盘的条带化方式。
要求高性能和容错功能的数据库应用，但能够牺牲一定的存储效率。
RAID5
（ParityGenerator奇偶校验信息产生器）
至少需要三个驱动器。
Pn表示一组奇偶校验信息
在所有的驱动器中存储一组奇偶校验数据。
当磁盘阵列中的一个驱动器出现故障时，能够有效地保护数据。
相对较低的容错性能。
整个磁盘阵列仅能承受一个驱动器的故障，因此对于大型磁盘阵列是十分危险的。
事务处理•文件和应用服务器•ERP•互联网和企业内部互联网服务器
HP的RAID高级数据保护
Pn和Qn表示两组奇偶校验信息
在所有的驱动器中存储了两组奇偶校验数据。
当磁盘阵列中的二个驱动器出现故障时，能够有效地保护数据。
比RAID5具有更高的容错性能。
比其它RAID方法降低了写性能。
需要比RAID5具有更高容错性能的24x7（每周7天、每天24小时服务）应用。
P5
注意:
RAIDADG是四通道HPSmartArray5300（SA5304/256）控制器的标准配置，是两通道SmartArray型（SA5302/128）的可购买选件。
RAIDADG需要至少64MB的读/写高速缓存。
RAIDADG具有最佳的容错性能
通常，在描述RAID配置时，“可靠性”和“容错性”是可以互换的；
然而，二者之间还是有区别的。
可靠性指的是个别的驱动器或驱动器阵列持续工作而不发生故障的可能性。
可靠性一般是在一段时间内衡量的。
尽管可靠性对于客户来说是一项非常重要的指标，但它指的是个别阵列部件的可靠性，而不是RAID技术。
与此不同的是，容错性指的是承受和恢复故障的能力，与磁盘驱动器的可靠性无关。
容错性是通过某种冗余度来实现的，例如镜像、奇偶校验或二者的结合，容错性一般是通过整个磁盘阵列无故障情况下允许故障的驱动器的数目来衡量的。
各种RAID级的容错性能如下：
●RAID0不具有容错性能，因为它没有采用任何冗余度。
如果一个物理驱动器出现故障，整个阵列将无法使用。
●对于RAID1或1+0,假定故障的驱动器不互为镜像，那么整个磁盘阵列正常工作情况下允许故障的硬盘驱动器的最大数目是n/2。
实际上，在达到这一最大数目之前，逻辑驱动器往往已经出现了故障，因为随着故障数目的增加，最近发生故障的驱动器与以前故障的驱动器不为镜像的概率变得越来越小。
当一个驱动器及其镜像驱动器同时故障时，RAID1+0阵列才会发生故障，但是随着镜像对数目的增加，出现这种情况的概率将会减小。
●RAID5能够承受一个物理驱动器的故障。
当两个驱动器同时出现故障时，磁盘阵列将失效。
●RAIDADG能够承受二个物理驱动器的故障。
当三个硬盘驱动器同时出现故障时，整个磁盘阵列将失效。
当驱动器出现故障，并且错误发生在另一个驱动器的单独扇区时，RAIDADG还能够有效地防止数据丢失，这对于驱动器故障和好驱动器出现介质损坏之后的数据重建是十分重要的。
尽管RAID1和RAID1+0比RAID5具有更好的容错性能，但这种保护功能的代价也是非常昂贵的，因为50%的驱动器是专门用来进行容错保护的。
对于RAID5配置，我们建议每个阵列所使用的物理驱动器不要超过14个，因为随着硬盘驱动器的增加，驱动器阵列故障的可能性也将增大。
对于超过14个驱动器的阵列，我们推荐使用RAIDADG，因为它具有较好的容错性能和存储效率。
对于每个阵列，RAIDADG最多支持使用56个物理驱动器，因为这是四通道HPSmartArray控制器所能物理连接的最大数目的硬盘驱动器。
图1显示了不同RAID设置和不同逻辑驱动器容量条件下，逻辑驱动器故障的相对概率，其中假定没有在线备份。
RAIDADG出现逻辑驱动器故障的可能性小于RAID0、5和1+0。
任何具有容错特性的RAID级还可以通过增加在线备份（热备份）来进一步降低逻辑驱动器故障的概率。
当驱动器发生故障时，可以通过奇偶校验数据将丢失的数据自动重建到在线备份驱动器上。
如果没有在线备份，那么就有可能在故障驱动器更换之前，更多的驱动器发生故障，从而导致整个驱动器阵列的失效及随之而来的数据丢失。
RAIDADG发生这种情况的可能性要小于RAID5，因为RAIDADG能够承受两个驱动器同时出现故障。
RAIDADG支持在线备份驱动器和在线RAID级的移植（从RAID1或RAID5移植）。
1
1如果希望了解有关在线备份驱动器和在线RAID级的移植（从RAID1或RAID5移植）的更多信息，请访问网站www.HP.com，参阅“SmartArray5300控制器高级数据保护参考指南”，部分编号为188270-001。
P6
（纵轴方向文字译文）逻辑驱动器出现故障的可能性
（横轴方向文字译文）阵列中物理驱动器的总数
图1.不同RAID级的驱动器阵列故障的概率。
RAIDADG的整个驱动器阵列出现故障的可能性小于RAID0、5和1+0。
P7
RAIDADG是一个具有成本效率的解决方案
每个RAID解决方案的成本效率就是阵列的总成本和它的可用容量之间的均衡。
总成本中包括阵列中所有驱动器的成本，而可用容量仅包括那些存储非冗余数据（不是奇偶校验数据，也不是镜像数据）的驱动器。
评估成本效率的一个方法是比较各个RAID级的每千兆字节可用容量的成本。
另一个评估成本效率的有用方法是比较存储效率——可用容量除以所有驱动器的总容量。
需要注意的一个重要因素是，任何RAID阵列的可用容量受到阵列中最小的硬盘驱动器的容量限制；
较大驱动器上的额外容量是没有用的。
例如，某个阵列由四个驱动器组成（40GB、60GB、60GB和60GB），那么其可用容量为4x40GB，即160GB。
为了最大限度地提高存储效率，所有RAID阵列中的驱动器都应具有相同的容量。
如果不同容量的驱动器连接在同一个控制器上，那么就可以建立多个阵列，使阵列只包含相同容量的驱动器。
表2列出了各种RAID级的存储效率，RAID1和RAID1+0的存储效率是一个常量，RAID5和RAIDADG的存储效率则随着驱动器数量的不同而变化。
在RAID5和RAIDADG配置中，奇偶校验驱动器的数目是固定的（RAID5有一个奇偶校验驱动器，RAIDADG有二个奇偶校验驱动器），因此，它们的存储效率随着驱动器数目的增加而提高。
如表2所示，RAID1和1+0的存储效率最低，只有50%；
因此，对于大型磁盘阵列，它们是成本效率较低的解决方案。
至于RAID5和RAIDADG之间的存储效率的比较，则需要进行仔细的分析。
对于给定数量的驱动器，RAID5的存储效率高于RAIDADG，不过随着驱动器数量的增加，这种差别越来越小。
RAID5阵列的存储效率可以从三个驱动器时的67%，提高到14个驱动器（HP公司推荐的最大数量）时的93%。
RAIDADG的存储效率则从四个驱动器时的50%，提高到最多56个驱动器时的96%。
利用四个外部的HP存储系统，能够将最多56个驱动器物理地连接到四通道控制器上。
总之，RAID1和1+0的存储效率非常低，RAID5和RAIDADG的存储效率则很高，但具体的效率水平取决于磁盘阵列中驱动器的数量。
表2.RAID阵列存储效率一览表*
RAID1
RAID1+0
RAID5
高级数据保护（ADG）
可用容量（C=最小驱动器的容量;
n=驱动器的数目）
C*（n/2）
C*（n-1）
C*（n-2）
驱动器的最小数目
2
4
3
推荐的驱动器的最大数量*
N/A
14
存储效率（从驱动器最小数目到推荐的驱动器的最大数目）**
50%
67%to%93
50%to96%
*当配置驱动器阵列时，因为增加的硬盘驱动器越多，驱动器阵列出现故障的可能性就越大，因此HP公司建议不要超过这里的最大值（不包括任何允许的在线备份）。
**在计算存储效率的数值时，假定阵列中的所有驱动器均具有相同的容量，并且没有在线备份。
P8
性能因素
RAID性能的关键是并行，即同时访问多个磁盘的能力。
利用这种并行特性，可以使RAID阵列的数据读、写速度远远超过单个驱动器所能达到的速度。
分析RAID的性能是极其复杂的，因为需要考虑多个因素（顺序与随机读写、块的尺寸、数据传输速率等）。
RAID阵列的性能可以细分为读性能和写性能，它们是由RAID级决定的。
例如，对于RAID1（镜像），数据和冗余数据必须写入两个不同的驱动器中，而数据一般只需从一个驱动器中读出，所以其读性能远优于写性能；
同时，由于数据可以从两个驱动器中读出，因此又进一步提高了读性能。
RAID0采用条带化技术来改善性能，也就是将文件划分为更小的部分（条带）并将它们分布到多个硬盘中；
不过，RAID0不具有容错性能。
RAID5和RAIDADG也采用了条带化技术，但是，由于在更新阵列之前需要进行奇偶校验计算，因此需要进行多次读、写操作，从而极大地影响了它们的写性能。
由于RAIDADG具有双重的奇偶校验的开销，因此RAIDADG的写性能逊于RAID5。
RAID5和RAIDADG的读性能非常优良，并且通过减小条带的尺寸还能够进一步提高读性能。
在分析的最后应该指出，RAID阵列的性能极限在很大程度上取决于所面向的应用。
对于那些需要大容量阵列、但写与读之比率相对较低的应用（ERP、事务处理和web服务器），采用奇偶校验的条带化方式可能较为有效，例如RAID5或RAIDADG。
另一方面，对于写与读之比率很高的应用（文件服务器、数据库服务器和媒体开发），则采用RAID1+0阵列较为有利；
但是，随着容量需求的增长，成本将最终成为一个问题。
下一节将对客户就这一复杂的选择过程进行帮助和指导。
选择RAID级
对于大型阵列中的数据保护，在选择最佳的RAID级时，客户应考虑各种因素，其中包括：
容错性（基于可用性要求）
成本效率（基于存储效率或每千兆字节可用容量的成本）
性能（基于应用的要求）
客户可以使用下页表3中的选择表来确定哪种RAID级能够提供最佳的解决方案。
例如，如果成本效率的重要性是第一位的，而容错性的重要性是第二位的，或反之，则最佳选择是RAIDADG。
P9
表3:
选择大型阵列的最佳RAID级的重要因素
第一重要性
第二重要性
RAID级选择
成本效率
容错性→
RAIDADG
性能→
（如果不需要容错性，则选择RAID0）
容错性
成本效率→
性能
小结
HP的RAIDADG能够为客户提供高级的数据保护功能，其容错性能优于RAID5，实现成本低于RAID1。
对于那些需要以低于RAID1阵列的成本保护企业数据的客户，并且性能不是最重要的因素时，RAIDADG是最佳的解决方案。
HP的SmartArray5300控制器支持RAIDADG，RAIDADG能够有效地保护最多由56个驱动器组成的阵列。
RAIDADG阵列能够允许最多两个驱动器同时故障，而不会导致系统停机或数据丢失。
RAIDADG支持在线备份驱动器和在线RAID级的移植（从RAID1或RAID5移植）。
升级会员 