华为RAID2.0+技术培训胶片
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1、在RADI2.0+中,把硬盘域内每个硬盘切分为固定64MB的块(CK),硬盘域内同种类型的硬盘被划分为一个个的Disk Group(DG),从同一个DG上随机选择多个硬盘,每个硬盘选取CK按照RAID算法组成Chunk Group(CKG),CKG被划分为固定大小的Extent, Thick LUN以Extent为单位映射到LUN, Grain在Extent的基础上进行更细粒度的划分,Thin LUN以Grain 为单位映射到LUN。
(1)Disk Domain(磁盘域),一个硬盘域上可以创建多个存储池(Storage Pool)一个硬盘域的硬盘可以选择SSD、SAS、NL-SAS中的一种或者多种,不同硬盘域之间是完全隔离的,包括故障域、性能和存储资源等。
(2)Storage Pool(存储池)& Tier,一个存储池基于指定的一个硬盘域创建,可以从该硬盘域上动态的分配Chunk(CK)资源,并按照每个存储层级(Tier)的“RAID策略”组成Chunk Group(CKG)向应用提供具有RAID保护的存储资源(3)Disk Group(DG),由硬盘域内相同类型的多个硬盘组成的集合,硬盘类型包括SSD、SAS和NL-SAS三种。
(4)LD(逻辑磁盘),是被存储系统所管理的硬盘,和物理硬盘一一对应。
(5)Chunk(CK),是存储池内的硬盘空间切分成若干固定大小的物理空间,每块物理空间的大小为64MB,是组成RAID的基本单位。
(6)Chunk Group(CKG),是由来自于同一个DG内不同硬盘的CK按照RAID算法组成的逻辑存储单元,是存储池从硬盘域上分配资源的最小单位。
(7)Extent,是在CKG基础上划分的固定大小的逻辑存储空间,大小可调,是热点数据统计和迁移的最小单元(数据迁移粒度),也是存储池中申请空间、释放空间的最小单位。
(8)Grain,在Thin LUN模式下,Extent按照固定大小被进一步划分为更细粒度的块,这些块称之为Grain,Thin LUN以Grain为粒度进行空间分配,Grain内的LBA是连续的。
RAID 2.0为增强型RAID技术,有效解决了机械硬盘容量越来越大,重构一块机械硬盘所需时间越来越长,传统RAID组重构窗口越来越大而导致重构期间又故障一块硬盘而彻底丢失数据风险的问题。
RAID 2.0+在RAID 2.0的基础上提供了更细粒度的资源颗粒,形成存储资源的标准分配及回收单位,类似计算虚拟化中的虚拟机。
这些容量单位一致的虚拟块构成了一个统一的存储资源池,所有应用、中间件、虚拟机、操作系统所需的资源可以在这个资源池中按需分配及回收。
对于一个存储系统而言,其可靠性的最重要标志就是其RAID重构时间,时间越短,重构完成前再次坏盘的概率越低。
早期存储系统大多使用FC盘且容量仅为几十个G,因此重构时间较短,重构中再次坏盘的概率低。
但随着近年来硬盘容量的快速增长,硬盘读写速度受磁盘转速等多方面影响增长缓慢,已无法满足系统对重构时间的要求。
以一块2TB 7.2K rpm盘为例,重构时平均写入速度为30M/s左右,完成重构时间长达18个小时,因此重构过程中出现新的坏盘概率到大大增加,数据丢失的风险也大大增加。
传统RAID技术已无法满足在系统中使用现代大容量硬盘的要求。
在过去的几年里,许多存储领域的创新型初创公司如HUAWEI、3PAR等公司已经将磁盘阵列从基于磁盘的RAID发展成更为灵活的RAID 2.0及RAID 2.0+技术,不但整合了数据保护和跨磁盘规划数据分布的功能,而且充分满足虚拟机环境下对存储的应用需求。
传统存储的底层硬盘管理在基于外部控制器的硬盘存储系统(External Controller-Based disk storage system)中,RAID(Redundant Array of Independent Disks)是最基础的部分,RAID把多个硬盘组合成为一个逻辑扇区,因此,操作系统只会把它当作一个硬盘,其基本原理是把相同的数据存储在多个硬盘的不同地方。
RAID技术主要包含RAID 0~RAID 60等数个规范,在实际应用中使用较多的是RAID 1,RAID 5,RAID 6,RAID10,RAID 50,RAID 60 …RAID的两大特点:1、提高传输速率:通过在多个硬盘上同时存储和读取数据来大幅提高存储系统的数据吞吐量(Throughput)。
华为OceanStor 18000系列高端存储系统RAID2.0+技术白皮书文档版本01 发布日期 2013-8-12华为技术有限公司版权所有© 华为技术有限公司2013。
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华为技术有限公司地址:深圳市龙岗区坂田华为总部办公楼邮编:518129网址:客户服务邮箱:support@客户服务电话:4008302118目录1 RAID2.0+概述 (1)1.1 RAID技术演变 (1)1.2 华为RAID2.0+简介 (2)2 RAID2.0+原理 (3)2.1 RAID2.0+基本原理 (3)2.2 RAID2.0+实现框架 (4)2.3 RAID2.0+逻辑对象 (5)3 RAID2.0+技术亮点 (1)3.1 安全可信 (1)3.1.1 自动负载均衡,降低整体故障率 (1)3.1.2 快速精简重构,改善双盘失效率 (2)3.1.3 故障自检自愈,保证系统可靠性 (3)3.2 弹性高效 (4)3.2.1 虚拟池化设计,降低存储规划管理难度 (4)3.2.2 增加LUN所跨硬盘数,大幅提升单LUN性能 (4)3.2.3 空间动态分布,灵活适应业务变化 (5)4 附录A:RAID2.0+ FAQ (6)5 附录B:RAID2.0+周边资源 (9)6 缩略语表/Acronyms and Abbreviations (10)修订记录/Change History1 RAID2.0+概述1.1 RAID技术演变RAID(Redundant Array of Independent Disk,独立冗余磁盘阵列)技术诞生于1987年,最初由美国加州大学的伯克利分校提出,其基本思想是把多个独立的物理硬盘通过相关的算法组合成一个虚拟的逻辑硬盘,从而提供更大容量、更高性能,或更高的数据容错功能。
1、在RADI2.0+中,把硬盘域内每个硬盘切分为固定64MB的块(CK),硬盘域内同种类型的硬盘被划分为一个个的Disk Group(DG),从同一个DG上随机选择多个硬盘,每个硬盘选取CK按照RAID算法组成Chunk Group(CKG),CKG被划分为固定大小的Extent, Thick LUN以Extent为单位映射到LUN, Grain在Extent的基础上进行更细粒度的划分,Thin LUN以Grain 为单位映射到LUN。
(1)Disk Domain(磁盘域),一个硬盘域上可以创建多个存储池(Storage Pool)一个硬盘域的硬盘可以选择SSD、SAS、NL-SAS中的一种或者多种,不同硬盘域之间是完全隔离的,包括故障域、性能和存储资源等。
(2)Storage Pool(存储池)& Tier,一个存储池基于指定的一个硬盘域创建,可以从该硬盘域上动态的分配Chunk(CK)资源,并按照每个存储层级(Tier)的“RAID策略”组成Chunk Group(CKG)向应用提供具有RAID保护的存储资源(3)Disk Group(DG),由硬盘域内相同类型的多个硬盘组成的集合,硬盘类型包括SSD、SAS和NL-SAS三种。
(4)LD(逻辑磁盘),是被存储系统所管理的硬盘,和物理硬盘一一对应。
(5)Chunk(CK),是存储池内的硬盘空间切分成若干固定大小的物理空间,每块物理空间的大小为64MB,是组成RAID的基本单位。
(6)Chunk Group(CKG),是由来自于同一个DG内不同硬盘的CK按照RAID算法组成的逻辑存储单元,是存储池从硬盘域上分配资源的最小单位。
(7)Extent,是在CKG基础上划分的固定大小的逻辑存储空间,大小可调,是热点数据统计和迁移的最小单元(数据迁移粒度),也是存储池中申请空间、释放空间的最小单位。
(8)Grain,在Thin LUN模式下,Extent按照固定大小被进一步划分为更细粒度的块,这些块称之为Grain,Thin LUN以Grain为粒度进行空间分配,Grain内的LBA是连续的。
今天,西瓜哥来谈谈高端存储的一股势力,RAID 2.0,最近被华为HVS搞得风生水起,神奇的让人摸不着头脑。
我还是从一个高端存储的江湖说起吧。
据说很久很久以前(别扔臭鸡蛋,讲故事都是这样的…),L国王有个美丽的D公主(代表数据库DB),特别喜欢吃西瓜果盘(代表主机看到的LUN),饭量惊人,一次可以吃2个。
D公主吃水果有一个懒习惯,就如泰国人一样,水果都是切成小块(Extend)后拼成果盘(LUN),用牙签吃。
D公主还有一个小脾气,这个果盘如果有一小块是坏的,就整个果盘扔掉(代表数据丢失)。
L国王特别宠爱D公主,找了EMC/IBM/HDS来做长工,专门负责做果盘。
瓜地和宫殿有一段距离,他们每天都摘3个西瓜,2个用来吃,1个用来备份,万一那个瓜坏了就补上(代表RAID 5)。
就这样,他们每天辛苦在宫殿和瓜地奔波,碰到坏瓜还得回去瓜地拿备瓜(重构),非常辛苦。
D公主一天天长大了,饭量也越来越大,瓜也越来越大。
但问题来了,每次碰到坏瓜,他们去搬备瓜需要10个小时,因为西瓜太沉了,路上走不快。
D公主后来受不来了,让L国王把他们撤了,换成了3PAR和HW,3PAR和HW比较聪明,他们想,为什么我到宫殿再切瓜呢,我可以每个瓜切成20大块(Chunk),找20个人搬到宫殿后再切小块(Extend)后拼成果盘(LUN)不就可以了吗?到宫殿后如果发现瓜坏了,派人回来拿1小块换上不就可以了吗?这样需要搬的瓜只有原来的1/20,瓜轻了,路上可以跑,因此就算瓜坏了,半小时也就换回来了。
D公主很满意,日子相安无事,直到有一天HW加班病倒了,而3PAR正好和HP谈恋爱请假了,无奈找了个年轻人叫XIV做临时监工,这家伙比较浪费,每次都挑4个瓜,在瓜地全部切成小块(Extend),找一群小孩直接送给宫殿。
对于D公主当然好了,但每次也只能吃一半,另外一半就倒掉了,很是可惜。
后来XIV由于长得漂亮,被IBM包养,这是后话。
好来,故事讲完了,大家知道RAID 2.0是怎么回事了吧?还扔臭鸡蛋,别,我来好好给大家讲一讲,刚才是讲故事呢。