各存储厂商raid的区别-luoqiangb@dc

 

目前，各个厂商普遍改良了传统的独立磁盘冗余阵列(RAID)技术，这些厂商都把各自精心研究的新技术带入了各自的产品当中，特别是在中高端 存储产品中，存储新技术尤其明显。本文，我们就来一起探讨，跟传统RAID相比，新技术究竟带来了哪些改进，而作为最终用户的我们，又该如何选择。

用户面临RAID级别的复杂选择

目前，在中高端产品上，用户可以选择的RAID级别有很多，这些不同的RAID级别都有着不同的存储性能特点，但是现在的真实情况是，用户对于RAID级别的复杂选择感觉到越来越不满意。为什么呢？我们认为可能主要有以下几点原因。
● 第一：单块磁盘容量已经变得非常大，例如1TB的SATA磁盘已经逐渐普及。数据中心不一定非得采用特别复杂的RAID级别也能达到需求容量。
● 第二：复杂的RAID，使磁盘失效时的重置次数增加，导致了数据风险。
● 第三：全球经济放缓，使得IT预算紧缩，也一定程度影响了传统RAID。

不论用户的设备是高端的4-Gbps Fibre Channel (FC)，或是低价的普通FC、SATA 、SAS、又或者是这些设备的结合，用户的期望都是一样的：数据的 安全保障，成本的节省，还有就是即便用户在某个存储层级选择了低成本的设备部署，他们也期望不要有较高的风险，毕竟，低成本层级存储部署已经牺牲了一定的性能表现。

为了达到用户的期望，有的厂商已经将RAID 6(双奇偶校验)加入了他们的产品清单。另一些厂商也将RAID 6加入了他们的路线图。 与此同时，一些厂商研究过用户的需求之后，将传统的RAID级别配置稍加改变，创造出新的RAID产品，从而达到满足用户需求的目的。下面，我们将主要探讨这些RAID的改良技术与传统RAID有何不同，究竟能给用户带来什么。

3PAR 的快速RAID 5(Fast RAID 5) 

这是3PAR创造的一个词汇，“快速RAID 5(Fast RAID 5) ”。因为3PAR的 InServ Storage Server系统允许RAID 5冗余，达到类似RAID 1镜像部署的性能。从数据保护的观点来看，3PAR的RAID 5部署跟其他的RAID 5部署没有什么区别，也都是磁盘的条带化数据和奇偶校验(从2D+1P到8D+1P)， 并且只允许其中一块磁盘失效。

RAID 5和快速RAID 5 (Fast RAID 5)的区别在于，3PAR的 InServ Storage Server系统，可以支持自动精简配置。也就是说，传统的RAID 5是预先定义好了RAID 磁盘配置，而快速RAID 5 则是将 磁盘阵列划分成了一个一个的小块空间（chunklet），并且视整个阵列为一个 存储资源池。因此，当有新的存储任务产生的时候，存储任务被分配到逻辑卷上，而不是单一的物理卷，这样就可以避免存储“热点”的产生对于单一磁盘的高性能要求。

除此之外，3PAR还采用了独有的ASIC技术（application- specific integrated circuit 分类应用集成电路)来加快奇偶校验的速度，进一步提升了3PAR的性能表现。

也正是因为这些技术变革，3PAR的快速RAID 5通过多磁盘交错写操作的实现，提高了传统RAID 5的写操作性能，另一方面，3PAR的条带化数据的大小可以根据用户需求调整， 这两方面改进都使得磁盘阵列重置时间缩短。总而言之，3PAR的RAID 5在各方面都比传统的RAID 5有了很大的提升。作为存储领域的后起之秀，3PAR的进步不容小觑。

HP 的Vraid

惠普作为 存储领域的巨头，也在RAID新技术方面有所进步，在其中端产品Enterprise Virtual Array (EVA)中，采用了称为“Vraid”的新技术。这个“V”，就是虚拟化“Virtual”的缩写，事实也如此。EVA系列产品，对虚拟化的支持很好，其RAID包括了Vraid 1，Vraid0+1和Vraid 5。其实，惠普的Vraid也分别对应了传统的RAID 1，0+1，和5(镜像，条带化镜像，奇偶校验)。只不过Vraid运行的背景是EVA的虚拟化环境。

在EVA虚拟化环境中，多个虚拟应用LUNs(逻辑单元号)都可以被Vraid级别动态的分配和扩展，并且最大可扩展至2TB级别，当然逻辑单元号容量也可以收缩。在该系统中，存储管理员将存储资源池切割成不同的磁盘组，每组都可以容纳8~240块物理磁盘（必须声明的一点，尽管每组最多可以拥有240块物理磁盘，但是惠普还是建议每组的磁盘数量越少越好，以优化每组的存储性能），之后，存储管理员就可以选择磁盘组的RAID 级别了。此时，惠普的管理 软件就开始工作了，软件会自动选择最好的方式来建立Vraid虚拟化磁盘，来满足管理员确定的需求。存储数据将在该虚拟化磁盘组上平均的被条带化。

在Vraid系统之中，新的存储容量可以被动态的加入存储资源池，或者可以动态的建立新的虚拟存储资源池。每当新的容量被加入存储资源池，EVA Vraid存储资源池的负载算法将自动重新分配所有虚拟磁盘中的数据。Vraid另外的功能Cross Raid，可以在复制的过程中（快照、快照克隆、镜像克隆）允许目标的Vraid级别与源Vraid级别不同。

这样说起来，似乎Vraid和3PAR的快速RAID 5多少有些相似之处，不过两者最大的不同，在于Vraid部署，会分配磁盘组中所有的磁盘，3PAR的快速 RAID 5部署则采用自动精简配置，从磁盘资源池中配置条带化的块空间。其实，Vraid和3 PAR的RAID技术听起来差距不大，而且性能也很相似。但是3PAR的自动精简配置通常比Vraid拥有稍好一些的灵活性。

NEC 的双奇偶校验RAID-3 

在NEC的D系列产品中，NEC推出了一种叫做双奇偶校验的RAID-3。NEC的双奇偶校验RAID-3很容易理解：比传统的RAID 3部署多出了第二个奇偶校验，来保证在阵列中第二块磁盘失效时，也能正常工作。这个额外的奇偶校验被 存储在第二块奇偶校验磁盘中，两块奇偶校验磁盘都是固定的，就跟一块RAID-3奇偶校验磁盘没什么两样。

但是跟RAID-5还是有所区别，RAID-3的双奇偶校验，只有两种选择：4D+2P 或者8D+2P。一旦奇偶校验配置确定了，就不能被动态改变了：传统的RAID 3配置不能变成双奇偶校验 RAID-3，除非整体数据迁移，而双奇偶校验RAID-3也无法简单的转换成传统的RAID-3。从性能方面来看，NEC的RAID-3跟传统的RAID 3有着相同的读写表现，但是同时，NEC的RAID-3却改善了MTBDL(mean time between data loss平均数据丢失时间)。就我们观察来看，NEC的RAID-3比较适用于媒体数据存储，因为它提供了较高的带宽。

NEC 的动态池

NEC称其RAID 6部署为“动态池”，因为RAID 6提供了两个奇偶校验。存储空间由一系列的6个128KB的数据条构成，可以配制成4D+2P 或者8D+2P。这些条带可以分布到任意数量的磁盘。磁盘也可以动态的添加到资源池，每个资源池中可以容纳1~144块磁盘。数据条被轮转到所有的可用空间，以便减小“热点”的发生。不过从其他角度来看，NEC的RAID 6还是具有所有RAID 6的特性。NEC在所有D系列模块中都提供了动态池功能。

NEC 的三重镜像(Triple Mirror)

NEC的三重镜像扩展RAID 1至3块磁盘，也就是说， 存储数据同时被写到了3快磁盘上，这样就可以避免两块磁盘同时失效，当然，三重镜像并没有任何的奇偶校验。三重镜像比RAID1和RAID5提供了更高级别的数据保护，但是也比RAID6有更多的写性能损耗。NEC对于所有D系列模块，提供三重镜像。

NetApp的RAID-DP

NetApp的RAID-DP与传统的RAID 6部署有所区别，不是说级别不一样，而是在于很多部署的细节。第一点，NetApp的RAID-DP在RAID设置中，并不在磁盘中进行轮转奇偶校验。RAID-DP通过搜集不相关的写操作，到完整的条带化写操作，从而减少局部条带化写操作。另外，RAID-DP还扩展了RAID 6概念，允许用户可以在RAID4和RAID-DP之间转换。至于RAID的磁盘的具体配置，也取决于磁盘种类。例如，RAID4 SATA磁盘设置，默认最大为6D+1P，而RAID 4的FC磁盘设置默认为7D+1P，最大为13D+1P。NetApp声称，从RAID4到RAID-DP的性能损耗不会大于3%，具体值取决于工作负荷。

总结：各具特色的RAID技术

厂商	RAID部署	数据保护	性能
3PAR	Fast Raid 5	没有提升	性能提升
惠普	Vraid	没有提升	性能提升
NEC	Raid 3双奇偶校验	有所提升	性能不变
NEC	动态池	有所提升	性能不变
NEC	三重镜像	有所提升	性能不变
NetApp	RAID-DP	有所提升	性能不变

最后我们发现，所有这些 RAID变革，都有两个共同点：第一，这些新技术之所以能够起到效果，是因为厂商独特的存储系统架构。第二点，这些技术都是为了获得更高的市场占有率。虽然厂商都没有直接表示，但是在这场存储的竞争中，唯有不断的更新技术才不至于被淘汰。

但是我们也发现，所有的技术都的确有所进步，可所有的这些厂商都并没有革命性的产品，所有的产品原理还是遵循了早年伯克利的研究，至于起了这些新兴的名字的原因，很大程度上只是为了吸引市场的注意力，这是厂商通常的策略。我们可以予以关注技术进步，但是不应该过分迷信各厂商宣称的革命性功效。