堅持存儲技術創(chuàng)新，浪潮InRAID帶來的高品質數(shù)據(jù)性能與可靠

時間：2022-04-03 14:35:12

關鍵字：存儲技術 AI

手機看文章

掃描二維碼
隨時隨地手機看文章

[導讀]北京, 2022年4月2日 /美通社/ -- 新一代信息技術正加速數(shù)字經濟時代的到來，數(shù)據(jù)作為數(shù)字經濟時代的信息支撐，數(shù)據(jù)成為繼土地、勞動力、資本、技術之后的第五大生產要素，正在成為驅動經濟社會發(fā)展的重要力量。數(shù)據(jù)也作為企業(yè)重要的數(shù)字資產，成為驅動企業(yè)數(shù)字化轉型升級的重要引擎...

北京, 2022年4月2日 /美通社/ -- 新一代信息技術正加速數(shù)字經濟時代的到來，數(shù)據(jù)作為數(shù)字經濟時代的信息支撐，數(shù)據(jù)成為繼土地、勞動力、資本、技術之后的第五大生產要素，正在成為驅動經濟社會發(fā)展的重要力量。

數(shù)據(jù)也作為企業(yè)重要的數(shù)字資產，成為驅動企業(yè)數(shù)字化轉型升級的重要引擎，數(shù)據(jù)的可靠性、完整性和安全性，關系到行業(yè)和企業(yè)的生存力和競爭力，業(yè)務永遠在線、數(shù)據(jù)永不丟失、性能永無止境、容量永遠充足，已成為存儲在智慧時代下全新的挑戰(zhàn)。作為數(shù)據(jù)的核心載體，存儲系統(tǒng)更加關注可靠性、性能等重要指標，浪潮存儲通過算法優(yōu)化、分布式熱備空間等一系列的技術創(chuàng)新推出了InRAID功能，突破傳統(tǒng)RAID的性能和可靠性局限，為數(shù)字化轉型提供有更高可靠性及更優(yōu)的性能的數(shù)據(jù)底座。

容量、性能、可靠性是RAID產生的主要原因

計算機發(fā)展的初期，產生的和要處理的數(shù)據(jù)也在快速增加，單塊磁盤無法滿足系統(tǒng)對于數(shù)據(jù)存儲的容量、讀取的性能、安全可靠性的要求。RAID（Redundant Arrays of Independent Disks）技術應運而生，其意為獨立磁盤構成的具有冗余能力的陣列，多個獨立的磁盤組成在一起形成一個大的磁盤系統(tǒng)，從而實現(xiàn)比單塊磁盤更好的存儲性能和更高的可靠性，這種冗余能力體現(xiàn)在存儲數(shù)據(jù)的某個磁盤發(fā)生故障時，RAID技術可以將故障盤的數(shù)據(jù)重構并恢復至熱備盤，以此來保障數(shù)據(jù)的安全性。RAID的可靠性是指RAID失去冗余丟失數(shù)據(jù)的概率。比如RAID5雙盤故障的時候即為冗余丟失，在單個硬盤故障到重構完成之前，發(fā)生第二個盤故障的概率就是RAID5的失效率。從直觀的角度來看，如果單盤重構速度越快，那么雙盤同時處于故障的概率就越低，RAID的可靠性就越高。

數(shù)字經濟時代，傳統(tǒng)RAID有了新的局限

傳統(tǒng)RAID在解決了容量、性能、可靠性問題的同時，其熱備盤的閑置造成了一定資源的浪費；另外有磁盤發(fā)生故障時，陣列進行重構任務向熱備盤寫入恢復的數(shù)據(jù)，單盤的寫瓶頸問題會影響整個存儲的重構性能，導致RAID的失效率升高，可靠性降低。除此之外，重構速度過快會對主機業(yè)務性能產生較大影響，重構速度過慢對存儲可靠性產生影響，如何平衡重構性能以及重構對業(yè)務性能的影響也是衡量存儲系統(tǒng)性能和可靠性的重要指標。

浪潮InRAID，基于RAID和分布式的革新

浪潮通過多年技術積累，不斷創(chuàng)新，提出了InRAID技術，通過多線程技術以及校驗延遲寫入技術提升性能，相對傳統(tǒng)RAID性能提升50%以上，通過分布式熱備空間以及有效數(shù)據(jù)重構技術，使得重構效率提升近20倍，同時通過流控算法有效控制對主機性能影響，兼顧性能同時提升存儲的可靠性。

在InRAID技術中，浪潮提出了一種新型的空間概念pack，磁盤陣列以pack為單位進行劃分。當存儲數(shù)據(jù)時，按照一定規(guī)則將IO所在pack分配到相應的CPU核心，單個RAID可以多個CPU核心并發(fā)處理業(yè)務，并且通過pack實現(xiàn)物理空間隔離，不需要通過互斥同步技術保證數(shù)據(jù)一致性，提高整個存儲的性能。

通過延遲校驗寫入提升性能

傳統(tǒng)的RAID寫流程會遇到兩個問題，一個是讀請求需要都完成才能進行異或；第二是數(shù)據(jù)盤和校驗盤都寫入成功后IO才算是完成。

傳統(tǒng)RAID的處理流程圖

而浪潮InRAID則是通過APU技術（atomic parity update，原子奇偶校驗更新）對上面的寫流程進行優(yōu)化，首先采用lazy-parity技術（校驗塊延遲寫入）延遲校驗塊的寫入，數(shù)據(jù)塊寫入完成后即可對上層返回成功。盡量通過異步流程處理取代同步等待，盡可能的提升性能，通過APU保存校驗塊的完整性。

InRAID數(shù)據(jù)寫入流程

極限優(yōu)化，重構性能提升20倍

InRAID技術將傳統(tǒng)技術中固定的熱備盤被打散成分布式的熱備空間，隨著pack進行旋轉，有規(guī)律的分布在整個磁盤陣列中。如此，磁盤陣列不會存在閑置盤，有效的避免了資源浪費的問題。當陣列中出現(xiàn)故障磁盤時，多線程進行重構后的數(shù)據(jù)也會并發(fā)的寫入陣列全員磁盤的熱備空間中，有效的避免單個磁盤的寫入的瓶頸問題，高效的提高了重構的效率，進而提升了存儲系統(tǒng)的可靠性。

傳統(tǒng)RAID模式