Han, Richard
最近发现某国外网友制作的一张
RAID讲解图
不得不佩服这位网友的奇思妙想
几个饮水机和桶
就把复杂问题生动形象地化解了
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1. Standalone：
第一张图很好理解，我们日常使用的PC就采用这样的数据读取方式。数据存放在一块硬盘里，且只有一块硬盘，那么自然我们的数据只能从该硬盘中读取。
2. Hot swap：
第二张图也不难理解，看地上那个水桶。所谓Hot swap概念上来说类似于热备份。它的数据读取方式类似于Standalone，唯一不同的是，有一块备用的硬盘在时刻准备着。一旦正在使用的硬盘出现了问题，那么备用硬盘就要及时更换上，以免造成损失。但这样的方式也存在着一些弊端，比如硬盘更换需要时间，这对很多企业来说是致命的。
3. Cluster：
第三个图是什么意思呢？Cluster是集群的意思。你可以看作两台独立的PC， 用户可以到左边的饮水机来取得数据，也可以到右边的饮水机来获得数据，但是这样比较浪费硬件资源，在企业级里不可能让多台服务器提供同样数据和同样服务的。
4. RAID 0：
通常称为带区，是利用带区数据映射技巧的特定性能。它的优势就是数据的读写速度较快，但是没有冗余功能，如果一个磁盘(物理)损坏，则所有的数据都无法使用。
5. RAID 1：
是一种称为“磁盘镜像”的容错配置。数据在被写到其中一块硬盘的同时，也被复制到另一块硬盘中。这样的方式可以防止硬盘损坏带来的数据丢失，但是即使是2块硬盘，其存储的空间也相当于只有一块硬盘的大小。而且I/O传输速率却无法得到改善，也就是饮水机的出水口并没有变大或者变多。
6. RAID 5：
分布式奇偶校验的独立磁盘结构，常使用缓冲技术来降低性能的不对称性。采取RAID 5的方式，I/O传输速率会得到大大的提高，而且一块硬盘坏了也没有关系，还有备用的其他硬盘。RAID 5的另一个好处是它允许“热插拔”，这意味着如果阵列中的某磁盘出现故障，该磁盘可以与新磁盘交换而无需关闭服务器或NAS，也不必中断正在访问服务器或NAS的用户。
7. RAID 0+1：
这就是我们常说的RAID 10，也就是是RAID 1和0的组合。它结合了RAID 1的镜像和RAID 0的带区。可提供优性能，但也很昂贵，需要两倍于其他RAID级别的磁盘。
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鱼还是熊掌？
传统用户的容量与性能烦恼
看完上面的图和讲解，有关RAID的概念是不是就一目了然了？其实除了上面这些，RAID还有其他一些形态，比如RAID 2、RAID 4、RAID 7等，不过经过这么多年的发展，RAID的形态已经基本固定了，主流的形式有这么几种：RAID 10、RAID 5、RAID 6（与RAID 5类似）。
从性能的角度，由于写惩罚的影响，RAID 10 的写性能通常优于RAID 5和RAID 6，因此对于性能关键型应用，客户希望底层采用RAID 10的方式。然而从磁盘利用率的维度，RAID 10的可用容量只有50%，却也是不合算的（见下图）。
因此面对这种鱼和熊掌的难题，通常客户会采用以下办法：
假设客户一共购买了11块大小相同的硬盘（如600G 15K，标称随机 IOPS 180），为了获得更好的写入性能，取6块硬盘构建RAID10的组合，写入IOPS 540，挂载给数据库应用，容量利用率50%，也就是1.8TB（此处忽略1024和1000的磁盘容量计数差别）。剩下的5块硬盘构建RAID5的组，以获取更多的容量，写入IOPS 225，容量2.4TB，挂载给备份应用。
这种方式实现了性能与容量的平衡，但也有一些缺陷，由于切分了很多磁盘组，磁盘组之间的IO资源是无法共享的。因此作为应对方案出现了资源池化的技术。
池化RAID的优点显而易见。回到前面的例子，数据库可能在白天比较忙，备份通常在晚上工作，两者有一个时间差，但任何一个应用都可以使用11块硬盘的IOPS。即使采用空间利用率高的RAID5，也有495的随机IOPS，基本保证数据库应用。也有些用户希望追求极限IOPS，因为这个时候的延迟会较小，他们就采用RAID 10的策略，随机IOPS可以达到990，数据库应用跑的很爽，晚上跑备份也很快，只是容量会牺牲一些。
现在大家可以看到，磁盘块级虚拟化解决了数据孤岛的问题，均衡了所有的前端IO到磁盘。是不是看起来很完美？其实这种方式依然不能在性能和容量之间求得一个很好的平衡（无论RAID 5还是RAID 10还是会牺牲一些容量或性能）。
而这个问题最终被戴尔易安信SC系列独创的RAID分层技术给有效解决了，鱼和熊掌可以得兼！
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RAID分层
让性能与容量齐飞
简而言之，RAID分层技术就是把来自主机的数据以RAID 10的方式写入磁盘，然后利用内部机制，在线完成数据到RAID 5的转换，实现实际占用空间的节约。
要知道，RAID 10和RAID 5在随机写方面性能差异明显，但读性能是基本相当的，采用这种技术，读写性能都能达到较优状态。另一方面，由于把磁盘空间从RAID 10转换为RAID 5，整体空间利用率有所提升，真正实现了容量和性能的平衡。
此时聪明的读者立马想到了一个问题，这样做好是好，但毕竟需要一个数据迁移的过程，会不会影响前端应用的性能呢？
答案是不会的，因为系统通常在比较空闲的时候去做这件事情，例如晚上。就算系统24小时都繁忙，这个任务的优先级也是比较低的，以不影响前端主机IO为前提，并且在极端情况下，客户还可以选择不采用这种策略，例如将某些卷设成读写均为RAID 10，并非都是强制的。
而且在RAID 10转化为RAID 5的过程中，系统还把另外两个重要功能实现了，数据保护与数据缩减。这是SC系列真正巧妙的地方，所谓一箭三雕。
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一箭三雕
迁移的过程就把大事小事都办了
数据是企业重要的核心资产，却总是面临各种各样的风险，例如某些心态不好的员工恶意删除关键数据库资料，或者无意间在一个错误的路径下输入了一条rm -rf，都会对数据产生破坏，进而影响系统的正常运行，我们会在新闻里面看到类似的事件，还有类似勒索病毒让你的文件无法打开。
通常这个时候，我们都迫切希望有一个时光隧道，能够快速回到故障前的状态，重新找回原来的一切。SC存储天生就具有这种功能，称之为数据回放，默认的情况下至少保留7天，一旦发生故障，穿越到最近的时间点，就能找回你的数据。如果你的数据非常重要，还可以把回放的间隔设置的很短，并且结合指针调整的技术，做到细微的性能影响。
在进行数据分层，保存回放的同时，如果客户需要，SC存储还能做一件事情，数据去重与压缩。压缩和去重的好处大家都明白，但性能的疑虑又产生了，毕竟需要切片，计算特征值，比对等等一系列的事情。这点SC存储比较务实，去重压缩的目的是为了缩减空间，找一个空闲的时间慢慢做。数据先写入RAID 10，然后在转换成RAID 5的时候把这个事情一起做了。
讲到这里大家都明白了，数据迁移是有开销，但如果在迁移的时候把数据保护，数据缩减这些功能一起实现了，那这点开销就会显得非常有价值。而且从SC存储十多年的客户沉淀看，并没有因此而导致任何的副作用。
回到刚开始我们的讨论，由于采用了独特的RAID技术，SC系列的旗舰产品SC9000能够在延迟小于1ms的情况下实现200万的IOPS；而且采用了RAID分层，压缩去重等数据缩减技术，又大大了节约了磁盘空间，降低了总体拥有成本。数据回放（快照）在性能影响小的情况下保留了用户的多个数据副本，保护了用户数据的逻辑故障。而且为了提升可用性，SC系列能够实现原生的存储双活，用存储节点冗余的方式避免了设备的单点故障。
此外，传统存储的扩容和升级换代也是一个让用户头疼的问题，很多情况下用户需要申请停机窗口，把老存储的数据迁移到新的存储上，再重新启动业务。而SC系列拥有的在线迁移的功能，能够在新老存储节点间在线迁移数据，而不影响前端的业务运行。在可管理性方面，SC系列存储有基于HTML5的Web管理方式，DSM软件专有管理方式，CloudIQ云管理方式，除了日常的维护之外，还能够提供咨询建议，实现人工智能的运维。
SC存储助您数据安全无忧
在我走访的SC客户时，经常会听到客户有这样的感慨：原来还有这样的功能啊，早知道上一次我们就不需要从备份里面恢复数据了。
是的，作为一款软件定义的存储产品，SC系列的功能是非常多的，并且依然在不断丰富中，满足您各种工作负载的需求，助您安全无忧的管理核心数据！
▲点戴尔易安信SC系列
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