圖1: 混合RAID部署

從技術(shù)上來(lái)分析,在混合RAID中,讀取操作在更高速的SSD中進(jìn)行,而出于冗余考慮,寫(xiě)入操作則在SSD和HDD中進(jìn)行?;旌蟁AID適合于數(shù)據(jù)等級(jí)較低的應(yīng)用,例如互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)、文件服務(wù)器或者虛擬機(jī)。

混合RAID 的出現(xiàn)也給用戶帶來(lái)了新的好處。混合RAID陣列的性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)HDD RAID陣列, 而且成本比純SSD RAID陣列更低。相比純HDD RAID陣列,混合陣列加速I(mǎi)OPS并降低延遲,使數(shù)據(jù)中心和云計(jì)算環(huán)境能夠托管更多用戶,每秒鐘在每臺(tái)服務(wù)器上執(zhí)行更多交易,減少了支持任何特定工作負(fù)載所需的服務(wù)器數(shù)量。除了服務(wù)器數(shù)量縮減會(huì)減少數(shù)據(jù)中心服務(wù)器的占地空間之外,在財(cái)務(wù)上體現(xiàn)出的好處就是降低了采購(gòu)額外服務(wù)器所需的資本開(kāi)支,以及供電、冷卻與維護(hù)相關(guān)的運(yùn)營(yíng)開(kāi)支。

5大場(chǎng)景詮釋混合RAID高效能

向存儲(chǔ)解決方案中融入混合RAID,可以獲得最高容量、啟動(dòng)時(shí)間和總體性能,已經(jīng)成為不爭(zhēng)的事實(shí),可以從五大應(yīng)用場(chǎng)景來(lái)逐一分析。

場(chǎng)景1: 大容量服務(wù)器

在該場(chǎng)景中,用戶希望最大限度地利用大容量的8插槽服務(wù)器,同時(shí)能夠快速啟動(dòng)。該用戶很保守,他們希望讓OS遠(yuǎn)離數(shù)據(jù)(OS在鏡像中,數(shù)據(jù)在RAID 5中,容量最大化)。


圖2:大容量服務(wù)器,只采用HDD的傳統(tǒng)方法

純HDD方法(見(jiàn)圖2)的問(wèn)題在于,服務(wù)器中有兩個(gè)插槽浪費(fèi)了,用于操作系統(tǒng)啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)器,因此限制了容量使得RAID 5中只有6個(gè)驅(qū)動(dòng)器。此外,因?yàn)槭菑溺R像中的標(biāo)準(zhǔn)HDD啟動(dòng),不是高速RAID,所以服務(wù)器的啟動(dòng)速度并不快。


圖3:大容量服務(wù)器,混合RAID解決方案

混合解決方案(見(jiàn)圖3)提供了以下幾點(diǎn)好處:
1. 服務(wù)器總?cè)萘渴荝AID 5中每個(gè)驅(qū)動(dòng)器可用容量的6倍
2. 服務(wù)器快速啟動(dòng),因?yàn)樵趩?dòng)過(guò)程中是從SSD中讀取的
3. 如有需要,每個(gè)磁盤(pán)上未使用的磁盤(pán)空間可以被其他陣列使用
4. 在上述場(chǎng)景中,這6個(gè)未使用的磁盤(pán)可創(chuàng)建一個(gè)500GB RAID 5磁盤(pán)

場(chǎng)景2:工作站

在該場(chǎng)景中,工作站用戶希望 有一個(gè)快速啟動(dòng)、快速應(yīng)用加載的系統(tǒng),而不希望在驅(qū)動(dòng)器發(fā)生故障時(shí)遇到重建工作站的麻煩。

圖4: 工作站混合RAID解決方案

混合解決方案(見(jiàn)圖4)的優(yōu)點(diǎn)包括:
1. 從固態(tài)盤(pán)上直接讀取,因此工作站的讀取速度大幅提升, 超過(guò)單個(gè)標(biāo)準(zhǔn)HDD。
2. 寫(xiě)速度與標(biāo)準(zhǔn)工作站相同,但由于在控制卡上配置了緩存,所以它要快于連接至板載磁盤(pán)控制卡的標(biāo)準(zhǔn)HDD 。
3. 不管哪個(gè)硬盤(pán)出現(xiàn)故障都不會(huì)丟失數(shù)據(jù)。當(dāng)更換故障硬盤(pán)時(shí), 陣列將重建到替代硬盤(pán)上,將系統(tǒng)恢復(fù)到發(fā)生硬盤(pán)故障之前的狀態(tài)。
注意,這里不推薦利用該場(chǎng)景中500GB HDD中尚未使用的200GB容量,因?yàn)檫@里數(shù)據(jù)不是冗余的,HDD故障將會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失。

場(chǎng)景3:小企業(yè)服務(wù)器

很多小企業(yè)服務(wù)器要求至少配置一些高性能存儲(chǔ)組件以處理會(huì)計(jì)軟件、針對(duì)特定行業(yè)的小型數(shù)據(jù)庫(kù)甚至是郵件服務(wù)器。這樣的性能要求,往往伴隨著對(duì)于容量的需求。即使是小型企業(yè)也可以輕而易舉地生成若干TB的文檔、照片和視頻等格式的數(shù)據(jù)。


圖5: 小企業(yè)服務(wù)器,混合RAID解決方案

這種混合解決方案(見(jiàn)圖5)的優(yōu)點(diǎn)是:
1. 該場(chǎng)景中160GB磁盤(pán)足以創(chuàng)建一個(gè)操作系統(tǒng)的啟動(dòng)卷,同時(shí)仍留有100GB的充足空間用于數(shù)據(jù)庫(kù)功能 。
2. 因?yàn)檫@160GB混合鏡像的讀取操作是直接從SSD進(jìn)行的,因此操作系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)間和數(shù)據(jù)庫(kù)功能將有顯著提升,超過(guò)2個(gè)HDD的標(biāo)準(zhǔn)景象。從數(shù)據(jù)鏡像容量損失了160GB,但這在3TB硬盤(pán)容量中只占很小一部分, 不會(huì)對(duì)服務(wù)器可用容量有明顯的影響。

場(chǎng)景四:小企業(yè)服務(wù)器

上一個(gè)配置要求至少有一個(gè)4端口的RAID卡,但是第4個(gè)端口并未使用。擴(kuò)展該服務(wù)器使其利用所有4個(gè)端口很簡(jiǎn)單,只要再購(gòu)買(mǎi)一個(gè)160GB SSD做鏡像以利用上一個(gè)示例中未使用的空間。

圖6: 小企業(yè)服務(wù)器,混合RAID解決方案

這種做法似乎更加明智:用2個(gè)SSD做鏡像,然后像傳統(tǒng)服務(wù)器那樣用2個(gè)HDD做鏡像。不過(guò), 上面這么做是有充分理由的:
1. 低規(guī)格SSD的寫(xiě)速度比HDD高不了多少,因此用2個(gè)SSD做鏡像速度并沒(méi)有顯著提升。
2. 因?yàn)镾SD的讀速度很快,因此做成一個(gè)鏡像不會(huì)比單個(gè) SSD高太多。
3. 因?yàn)殛P(guān)注點(diǎn)是在讀速度上,所以2個(gè)混合RAID陣列給服務(wù)器提供320GB SSD的讀速度,同時(shí)仍然保護(hù)著鏡像中每個(gè)SSD的數(shù)據(jù)。
4. 從之前的例子看,并未犧牲該服務(wù)器的HDD容量。

場(chǎng)景5:小企業(yè)服務(wù)器,高速度小容量

如果性能比容量更重要的話,那么用戶可以安裝兩個(gè)600GB SSD,并把它們鏡像到HDD,獲得1.2TB的SSD。(見(jiàn)圖7)

圖7:小企業(yè)服務(wù)器,高速度小容量, 混合RAID解決方案

特別值得一提的是,在這個(gè)配置下,還可以添加第3個(gè)SSD (使用RAID卡上的第4個(gè)端口), 共用3個(gè)SSD和HDD做3個(gè)混合鏡像。

如何搭建一個(gè)混合解決方案

從硬件的角度看,搭建一個(gè)混合RAID解決方案是相當(dāng)簡(jiǎn)單的,可以使用任何容量的SSD和HDD(不過(guò)SSD和HDD的數(shù)量必須相同)。如果這個(gè)RAID陣列使用容量不同的驅(qū)動(dòng)器,那么驅(qū)動(dòng)器容量就是更小的那個(gè)。例如, 一個(gè)RAID 1 使用一個(gè)128GB SSD和2TB HDD,那么邏輯設(shè)備就是128GB。 一個(gè)RAID 10使用兩個(gè)128GB SSD和兩個(gè)2TB HDD,邏輯設(shè)備就是256GB。剩下的HDD容量可用于存儲(chǔ)。

不過(guò),從應(yīng)用的角度看,就不是那么簡(jiǎn)單了,因?yàn)榇蠖鄶?shù)軟件并不能識(shí)別出采用兩種有著不同特點(diǎn)的存儲(chǔ)的可能性。為了充分利用混合RAID,必須部署一種具有智能存儲(chǔ)處理能力、SSD感知的RAID控制卡。

Adaptec混合RAID神器閃亮

據(jù)介紹,,在任何一款A(yù)daptec by PMC 7系列, 6系列和Q系列的SAS/SATA控制卡上安裝升級(jí)固件,就可以發(fā)揮混合RAID技術(shù)的優(yōu)勢(shì)了??刂瓶〞?huì)很好地利用剩余容量,自動(dòng)創(chuàng)建一個(gè)混合RAID陣列,將一個(gè)或者多個(gè)SSD與相同數(shù)量的HDD做成RAID 1或者RAID 10陣列。這個(gè)混合RAID陣列對(duì)于操作系統(tǒng)和所有運(yùn)行中的應(yīng)用都是透明的。

此外,Adaptec控制卡通過(guò)向HDD和SSD的寫(xiě)入、100%從SSD讀取,提供了最高的混合陣列性能(見(jiàn)圖8)。相比之下,其他控制卡是從HDD和SSD進(jìn)行讀寫(xiě)的(見(jiàn)圖9)。因?yàn)檫\(yùn)用了SSD的服務(wù)器I/O可以是用HDD的100倍之多,所以競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的混合RAID解決方案I/O性能往往要低一些。

圖8:Adaptec by PMC混合RAID解決方案

圖9:競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的混合RAID解決方案

Adaptec混合RAID陣列提供了比標(biāo)準(zhǔn)HDD陣列更高的IOPs性能,同時(shí)寫(xiě)I/O性能也沒(méi)有降級(jí)。(見(jiàn)圖10)


圖10:IOMeter原始性能

一些應(yīng)用甚至看到了通過(guò)Adaptec混合RAID獲得的少量性能優(yōu)勢(shì),并且混合RAID 1速度比單個(gè)SSD更快。


圖11:AS SSD應(yīng)用性能

正因?yàn)槿绱耍珹daptec混合RAID提供了比競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手混合 RAID解決方案更高的性能、更低的每GB成本、每I/O更低成本和功耗。

  Dostor編輯點(diǎn)評(píng):

數(shù)據(jù)中心面臨著應(yīng)對(duì)更多用戶更大傳輸量的持續(xù)壓力。而面對(duì)不斷緊縮的預(yù)算,只是簡(jiǎn)單添加更多服務(wù)器的日子即將結(jié)束。采用SSD和HDD的混合RAID陣列提供了比標(biāo)準(zhǔn)HDD RAID陣列更高的性能,而且成本比純SSD陣列更低。

Adaptec by PMC 7系列、6系列和Q系列SAS/SATA控制卡經(jīng)過(guò)最新的固件升級(jí)之后, 可以自動(dòng)創(chuàng)建一個(gè)無(wú)縫的混合RAID陣列, 將一個(gè)或者多個(gè)SSD與相同數(shù)量的HDD做成RAID 1或者RAID 10陣列。與競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手RAID控制卡半數(shù)是從HDD進(jìn)行讀取不同的是, Adaptec控制卡通過(guò)只從SSD讀取而交付了最高的系統(tǒng)性能。

與純HDD陣列相比,Adaptec混合陣列交付了每秒更多數(shù)量的讀操作,而寫(xiě)I/O性能沒(méi)有降級(jí),對(duì)于操作系統(tǒng)和所有運(yùn)行中的應(yīng)用是完全透明的。相比純SDD陣列,Adaptec混合陣列提供了最低的每GB成本,和每I/O最低的成本以及功耗。

 

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