宏杉科技CRAID:RAID技術的革命性創新
自誕生之日起,存儲陣列始終以高可靠為前提來設計存儲產品的架構:從電源、風扇、到控制器以及端口部件,無一例外都是冗余架構。而用于提高硬盤安全性的RAID技術,上世紀80年代就已經出現,并被廣泛采用。但是,近年來硬盤容量急劇增大,單塊硬盤從過去幾百GB到現在主流的3TB、4TB,再到更高的6TB硬盤,傳統的RAID機制碰到了極大的挑戰。大容量硬盤在帶來高性價比的同時,也使得硬盤數據的安全問題愈加突顯,在這其中最突出的就是硬盤重建和多硬盤同時出現故障問題。
1、硬盤重建:傳統RAID方式,一塊硬盤出現問題,熱備盤會進行替換,然后進行數據重建。以最常用RAID5組為例,一塊2TB硬盤在沒有數據寫入情況下,重建需要20個小時,在有數據寫入的情況下,數據重建時間可能需要一周。在數據重建期間,不僅存儲設備性能和可靠性會大幅度下降,這個RAID5組中只要再出現一塊硬盤損壞,整個RAID5組的數據都會丟失。
2、多硬盤同時物理故障:傳統RAID方式,RAID5/6的硬盤利用率較高,但數據丟失風險較大,RAID5只允許壞1塊硬盤,RAID6只允許同時壞2塊硬盤;相對之下,RAID1/10等安全性較高,但空間使用率只有一半,并且同為鏡像的兩塊硬盤一旦同時出現物理故障,數據同樣丟失。
如何解決硬盤所引起的眾多問題,是業界最關注的點之一。經過長時間的經驗總結和技術積累,宏杉科技創新性地提出“CRAID”技術,也就是基于Cell的RAID技術,徹底解決傳統RAID遇到的問題。
CRAID1.0技術是在傳統技術上的革新,將硬盤細分為數千甚至數萬個小單元進行單獨管理(也即是Cell)。在每個單元內發生的故障和問題,采用單元替換、屏蔽故障單元方式進行處理,避免對整個硬盤進行數據重建。即便在特殊情況下,被迫將進行全盤數據重建時,CRAID1.0技術也會提前將健康單元數據提前克隆到新硬盤中,只對個別真正故障單元數據進行校驗計算重建,很大程度提高故障硬盤的重建時間,極大地避免多塊硬盤連續發生故障導致的數據丟失。CRAID2.0技術是在CRAID1.0技術基礎上,打破了傳統RAID技術瓶頸,采用全新算法和三重數據校驗機制,在保證數據安全、硬盤空間使用率和性能的前提下,可允許同一個硬盤組中任意三塊硬盤出現整盤物理故障,數據不丟失。之后只需更換新硬盤,可實現三塊盤同時進行重建。
CRAID技術綜合傳統RAID技術優勢,以Cell為單位進行硬盤空間優化和健康狀態維護,在數據安全、整機性能和空間利用率方面都有了明顯提高,主要體驗下如下幾方面:
允許任意三塊硬盤故障:CRAID2.0技術在成熟的CRAID1.0技術基礎上,不再拘泥于傳統,采用全新的算法和三重數據校驗機制,提供更高的數據安全機制,允許在同一個硬盤組中任意三塊盤出現整盤物理故障,業務不中斷,繼續為應用提供支持。同時更換三塊新硬盤后,支持同時并行重建。
空間利用率高:CRAID2.0采用N+M模式,用戶可自由選擇校驗盤數量,保證數據安全性同時提高了硬盤組空間利用率。而不是傳統RAID1/10等,浪費大量空間,還無法保證任意兩塊或三塊硬盤全盤物理故障數據不丟失。即使RAID5/6保證了空間利用率,但無法提供非常可靠的數據安全機制。
數據快速重建:CRAID采用快速重建、局部重建、優化重建技術,針對不同的硬盤故障,采用不同的數據重建技術,對于硬盤的介質故障,可以在數分鐘內就完成數據重建,從而節省了80%以上的數據重建時間,并減少對系統資源的占用。
在實踐應用中,宏杉科技CRAID技術體現出非常高的實用價值。采用了CRAID技術的宏杉科技存儲陣列,其由硬盤問題導致的設備故障遠低于業界平均水平,有效提高了存儲數據的安全性。CRAID技術凝聚宏杉人對技術創新的執著追求,宏杉科技會持續加大自主創新力度,為用戶提供更好的產品技術和解決方案。