RAID技术迭代、原理对比、产品梳理（HCIA）

目录

一、RAID技术迭代

传统RAID

LUN虚拟化2.0

工作原理：

 块虚拟化2.0+

为什么有RAID2.0+？

RAID2.0实现原理：

RAID-TP=RAID 7

华为RAID-TP技术

RAID的4种工作状态

RAID算法

普通RAID算法

华为动态RAID算法

保险箱盘（存掉电数据）

BBU备用电池组

热备方式

二、RAID原理对比

各种应用场景下的RAID

RAID 10和RAID 01这两个为什么RAID 10留了下来？

首先RAID是先解决故障问题，其次才是提升性能。

RAID 0

RAID 1

写惩罚：修改一个数据要做的读写操作。 惩罚对象：是物理硬盘。 写惩罚可以计算IOPS值，硬盘每秒可以处理多少个I/O，硬盘性能的一个体现。

常用RAID级别和分类

三、存储产品形态

存储设备样式

控制框

硬盘框

控制器

BBU模块、风扇模块

保险箱盘

硬盘的IOPS和传输带宽

IOPS

传输带宽(Throughput吞吐量)

存储产品线介绍

SxxTV2

V3系列

V5系列

V6系列

OceanStor系列

K

OceanStor Dorado系列

华为存储3D体验中心：support.huawei.com/enterprise/zh/tool

一、RAID技术迭代

传统RAID

传统RAID对硬盘利用率低，能插20块盘，最终只能用8块盘。 传统RAID：把多块盘划成一块逻辑硬盘。

LUN虚拟化2.0

把一部分盘划成一块逻辑硬盘，加入到大的硬盘池分，再分割成小块再变成逻辑硬盘对外提供使用。

工作原理：

  • 取一部分硬盘，取5块硬盘，每块硬盘取1GB。
  • 分割成多个小块，1块大小为10MB，1G有100个块。
  • 小块加入一个池子内 
  • 一个池子有了5GB空间

 块虚拟化2.0+

所有硬盘划分更小的块，一起组成存储池。

为什么有RAID2.0+？

  1. 因为2.0的量化不够具体，很容易被分割被平分的值，如果用7块盘，2GB，200块除7有余数，最后一块给谁是问题。
  2. 可能不适合随机数字，例如分一个7.32GB的硬盘，取了13块硬盘组成存储池。

解决了块切分粗放的问题，利用使用更小块精确控制容量，尽可能保证更多硬盘参与。

RAID2.0实现原理：

  • 混合闪存存储产品：这个存储既可以使用机械硬盘，也可以使用固态硬盘（面向大众企业）。
  • 全闪存存储：仅使用固态硬盘（面向中高端企业）。

硬盘域：将不同种类的硬盘或者同种类的硬盘组合在一起。

RAID-TP=RAID 7

  • RAID保护是存储系统必备的基本功能，提供高可靠性和性能保证，但随着容量剧增RAID重建的时间越来越难保证，RAID保护的可靠性降低。
  • RAID-TP功能实现了最佳性能、可靠性和容量利用率。

华为RAID-TP技术

容忍3块盘同时失效

重构时间大大缩短 有效应对大盘时代的数据保护挑战

RAID的4种工作状态

  1. 正常：RAID阵列中，所有磁盘工作正常无故障。
  2. 降级：RAID6坏一块，还能工作，性能安全性下降（故障N块盘，但是RAID还可以工作）。
  3. 失效：RAID6坏3块，不能工作 （故障N块盘，但是RAID无法工作）。
  4. 重构：换掉故障硬盘，排除故障，让新的硬盘代替工作，开始时磁盘没数据，阵列中其他磁盘将计算故障硬盘的数据写入到新的硬盘，同时新硬盘继续写入新数据。

RAID算法

普通RAID算法

  • RAID组中坏一个Block后，恢复坏Block数据，并搬迁整个RAID组数据，再屏蔽该RAID组空间。
  • 效果：大量可用的Flash空间被浪费。

华为动态RAID算法

  • RAID组中坏一个Block后，恢复坏Block数据并搬迁，同时屏蔽坏Block，用剩下的Block重构新RAID组。
  • 效果：充分有效利用所有Flash空间。

保险箱盘（存掉电数据）

存储系统中存在两种保险箱盘:内置的保险箱盘和外置的保险箱盘。 保险箱盘用于保存存储系统的数据、系统配置信息和日志、系统电后Cache中的数据。

BBU备用电池组

紧急供电，降低储存工作效率，保障存储能写入一定时间数据，快速保存日志等信息写到保险箱盘（保险箱盘用4块硬盘，前4块盘做RAID 1，每个盘划分64G空间）。

热备方式

热备策略：当RAID中坏了某块盘，热备盘接替坏的盘继续工作。

预拷贝：通过软件检测硬盘寿命，不足的会将数据拷贝到其他硬盘（需要实时监测硬盘，消耗性能）。

二、RAID原理对比

各种应用场景下的RAID

RAID 10和RAID 01这两个为什么RAID 10留了下来？

首先RAID是先解决故障问题，其次才是提升性能。

RAID 0

RAID 0，写入A、B两个数据，把A改成C覆盖写，RAID 0只改1块，在1号盘写上C，一次写。

RAID 1

RAID 1两块盘都要覆盖写，所以写两次。

写惩罚：修改一个数据要做的读写操作。 惩罚对象：是物理硬盘。 写惩罚可以计算IOPS值，硬盘每秒可以处理多少个I/O，硬盘性能的一个体现。

常用RAID级别和分类

三、存储产品形态

存储设备样式

控制框

控制框采用部件模块化设计，主要由系统插框、控制器（内含风扇模块）、BBU模块、电源模块、管理模块和接口模块等组成。

控制框后视图

硬盘框

硬盘框采用部件模块化设计，主要由系统插框、级联模块、电源模块和硬盘块等组成。

  • 基础款：老版2U硬盘框，4U硬盘框、高密硬盘框
  • 新一代：2U25盘智能SAS硬盘框、2U36盘NVMe硬盘框

控制器

控制器是设备中的核心部件，主要负责处理存储业务、接收用户的配置管理命令保存配置信息、接入硬盘和保存关键信息到保险箱硬盘。

BBU模块、风扇模块

BBU样子

保险箱盘

存储系统中存在两种保险箱盘:内置的保险箱盘和外置的保险箱盘。 保险箱盘用于保存存储系统的数据、系统配置信息和日志、系统电后Cache中的数据。

硬盘的IOPS和传输带宽

IOPS

  • IOPS (Input/Output Per Second)指每秒的输入输出量(或读写次数)，是衡量硬盘性能的主要指标之一。
  • IOPS的计算：由寻道时间、旋转延迟和数据传输时间三部分组成。

传输带宽(Throughput吞吐量)

  • 指单位时间内成功传输的数据数量，即传输数据流的速度。例如写入10000个1KB的文件需要10s，则此时传输带宽只达到1MB/S;若写入一个10MB的文件用了0.1s，则此时的传输带宽为100MB/S。

存储产品线介绍

SxxTV2

  1. CPU版本
  2. 内存大小
  3. 硬盘协议接口变了
  4. 接口支持的速率更快
  5. 架构上的优化(硬件、软件)
  6. 功能优化

OceanStor 5xxxF --F表示Flash        

OceanStor 5xxxK-可能是升级版(做出一些特定的升级)

OceanStor 5xxx Enhanced ---增强版

V3系列

  • 华为存储V3系列是华为早期推出的存储产品系列，采用模块化设计和智能存储架构，提供高性能、高可用性和可扩展性的解决方案。
  • V3系列产品具备丰富的存储功能和管理特性，适用于中小型企业的存储需求，包括存储虚拟化、数据库、文件共享和备份等应用场景。

V5系列

  • 华为存储V5系列是华为后期推出的存储产品系列，采用全闪存(AI-Flash)架构和智能数据管理技术，提供更高的性能、更低的延迟和更高的数据可靠性。
  • V5系列产品支持大规模数据中心、企业级应用和云环境，具备强大的存储容量和高性能的数据处理能力，适用于关键业务和大型企业的存储需求。

V6系列

  • 华为存储V6系列是华为最新推出的存储产品系列，采用创新的架构设计和先进的数据管理技术，为企业提供高性能、高可靠性和高效能的存储解决方案。
  • V6系列产品具备领先的存储性能和数据处理能力，支持混合云、人工智能、大数据等应用场景，提供灵活的数据管理和智能的存储优化功能。

OceanStor系列

  • OceanStor系列是华为存储产品的整体品牌，涵盖了多个系列和型号的存储产品，皆在满足不同规模和应用需求的企业和组织。
  • OceanStor系列产品包括了华为存储的各个版本和系列，如全闪存存储、混合闪存存储和磁盘存储等，以及针对不同业务场景和行业的定制化解决方案。

K

  • K：单代K特定部分升级。
  • 海洋系列：混合存储（V5存储）（V3融合存储SAN和NAS），可以用HDD和SSD。
  • 混合：可以混插SSD和HDD。

OceanStor Dorado系列

  • OceanStor Dorado系列是华为的全闪存存储产品线，旨在提供高性能、低延迟和可靠性的存储解决方案。Dorado系列产品采用高速固态闪存介质和专业的存储算法，提供极低的响应时间和高吞吐量，适用于关键业务和对存储性能要求极高的应用场景。

华为存储3D体验中心：support.huawei.com/enterprise/zh/tool

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