從技術(shù)上來分析,在混合RAID中,讀取操作在更高速的SSD中進行,而出于冗余考慮,寫入操作則在SSD和HDD中進行?;旌蟁AID適合于數(shù)據(jù)等級較低的應(yīng)用,例如互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)、文件服務(wù)器或者虛擬機。
混合RAID 的出現(xiàn)也給用戶帶來了新的好處?;旌蟁AID陣列的性能遠遠超過標準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IOPS并降低延遲,使數(shù)據(jù)中心和云計算環(huán)境能夠托管更多用戶,每秒鐘在每臺服務(wù)器上執(zhí)行更多交易,減少了支持任何特定工作負載所需的服務(wù)器數(shù)量。除了服務(wù)器數(shù)量縮減會減少數(shù)據(jù)中心服務(wù)器的占地空間之外,在財務(wù)上體現(xiàn)出的好處就是降低了采購額外服務(wù)器所需的資本開支,以及供電、冷卻與維護相關(guān)的運營開支。
5大場景詮釋混合RAID高效能
向存儲解決方案中融入混合RAID,可以獲得最高容量、啟動時間和總體性能,已經(jīng)成為不爭的事實,可以從五大應(yīng)用場景來逐一分析。
場景1: 大容量服務(wù)器
在該場景中,用戶希望最大限度地利用大容量的8插槽服務(wù)器,同時能夠快速啟動。該用戶很保守,他們希望讓OS遠離數(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(見圖2)的問題在于,服務(wù)器中有兩個插槽浪費了,用于操作系統(tǒng)啟動驅(qū)動器,因此限制了容量使得RAID 5中只有6個驅(qū)動器。此外,因為是從鏡像中的標準HDD啟動,不是高速RAID,所以服務(wù)器的啟動速度并不快。
圖3:大容量服務(wù)器,混合RAID解決方案
混合解決方案(見圖3)提供了以下幾點好處:
1. 服務(wù)器總?cè)萘渴荝AID 5中每個驅(qū)動器可用容量的6倍
2. 服務(wù)器快速啟動,因為在啟動過程中是從SSD中讀取的
3. 如有需要,每個磁盤上未使用的磁盤空間可以被其他陣列使用
4. 在上述場景中,這6個未使用的磁盤可創(chuàng)建一個500GB RAID 5磁盤
場景2:工作站
在該場景中,工作站用戶希望 有一個快速啟動、快速應(yīng)用加載的系統(tǒng),而不希望在驅(qū)動器發(fā)生故障時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(見圖4)的優(yōu)點包括:
1. 從固態(tài)盤上直接讀取,因此工作站的讀取速度大幅提升, 超過單個標準HDD。
2. 寫速度與標準工作站相同,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控制卡的標準HDD 。
3. 不管哪個硬盤出現(xiàn)故障都不會丟失數(shù)據(jù)。當更換故障硬盤時, 陣列將重建到替代硬盤上,將系統(tǒng)恢復(fù)到發(fā)生硬盤故障之前的狀態(tài)。
注意,這里不推薦利用該場景中500GB HDD中尚未使用的200GB容量,因為這里數(shù)據(jù)不是冗余的,HDD故障將會導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失。
場景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組件以處理會計軟件、針對特定行業(yè)的小型數(shù)據(jù)庫甚至是郵件服務(wù)器。這樣的性能要求,往往伴隨著對于容量的需求。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(見圖5)的優(yōu)點是:
1. 該場景中160GB磁盤足以創(chuàng)建一個操作系統(tǒng)的啟動卷,同時仍留有100GB的充足空間用于數(shù)據(jù)庫功能 。
2. 因為這160GB混合鏡像的讀取操作是直接從SSD進行的,因此操作系統(tǒng)啟動時間和數(shù)據(jù)庫功能將有顯著提升,超過2個HDD的標準景象。從數(shù)據(jù)鏡像容量損失了160GB,但這在3TB硬盤容量中只占很小一部分, 不會對服務(wù)器可用容量有明顯的影響。
場景四:小企業(yè)服務(wù)器
上一個配置要求至少有一個4端口的RAID卡,但是第4個端口并未使用。擴展該服務(wù)器使其利用所有4個端口很簡單,只要再購買一個160GB SSD做鏡像以利用上一個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SSD做鏡像,然后像傳統(tǒng)服務(wù)器那樣用2個HDD做鏡像。不過, 上面這么做是有充分理由的:
1. 低規(guī)格SSD的寫速度比HDD高不了多少,因此用2個SSD做鏡像速度并沒有顯著提升。
2. 因為SSD的讀速度很快,因此做成一個鏡像不會比單個 SSD高太多。
3. 因為關(guān)注點是在讀速度上,所以2個混合RAID陣列給服務(wù)器提供320GB SSD的讀速度,同時仍然保護著鏡像中每個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600GB SSD,并把它們鏡像到HDD,獲得1.2TB的SSD。(見圖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,在這個配置下,還可以添加第3個SSD (使用RAID卡上的第4個端口), 共用3個SSD和HDD做3個混合鏡像。
如何搭建一個混合解決方案
從硬件的角度看,搭建一個混合RAID解決方案是相當簡單的,可以使用任何容量的SSD和HDD(不過SSD和HDD的數(shù)量必須相同)。如果這個RAID陣列使用容量不同的驅(qū)動器,那么驅(qū)動器容量就是更小的那個。例如, 一個RAID 1 使用一個128GB SSD和2TB HDD,那么邏輯設(shè)備就是128GB。 一個RAID 10使用兩個128GB SSD和兩個2TB HDD,邏輯設(shè)備就是256GB。剩下的HDD容量可用于存儲。
不過,從應(yīng)用的角度看,就不是那么簡單了,因為大多數(shù)軟件并不能識別出采用兩種有著不同特點的存儲的可能性。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控制卡上安裝升級固件,就可以發(fā)揮混合RAID技術(shù)的優(yōu)勢了??刂瓶〞芎玫乩檬S嗳萘浚詣觿?chuàng)建一個混合RAID陣列,將一個或者多個SSD與相同數(shù)量的HDD做成RAID 1或者RAID 10陣列。這個混合RAID陣列對于操作系統(tǒng)和所有運行中的應(yīng)用都是透明的。
此外,Adaptec控制卡通過向HDD和SSD的寫入、100%從SSD讀取,提供了最高的混合陣列性能(見圖8)。相比之下,其他控制卡是從HDD和SSD進行讀寫的(見圖9)。因為運用了SSD的服務(wù)器I/O可以是用HDD的100倍之多,所以競爭對手的混合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:競爭對手的混合RAID解決方案
Adaptec混合RAID陣列提供了比標準HDD陣列更高的IOPs性能,同時寫I/O性能也沒有降級。(見圖10)
圖10:IOMeter原始性能
一些應(yīng)用甚至看到了通過Adaptec混合RAID獲得的少量性能優(yōu)勢,并且混合RAID 1速度比單個SSD更快。
圖11:AS SSD應(yīng)用性能
正因為如此,Adaptec混合RAID提供了比競爭對手混合 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編輯點評:
數(shù)據(jù)中心面臨著應(yīng)對更多用戶更大傳輸量的持續(xù)壓力。而面對不斷緊縮的預(yù)算,只是簡單添加更多服務(wù)器的日子即將結(jié)束。采用SSD和HDD的混合RAID陣列提供了比標準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)過最新的固件升級之后, 可以自動創(chuàng)建一個無縫的混合RAID陣列, 將一個或者多個SSD與相同數(shù)量的HDD做成RAID 1或者RAID 10陣列。與競爭對手RAID控制卡半數(shù)是從HDD進行讀取不同的是, Adaptec控制卡通過只從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I/O性能沒有降級,對于操作系統(tǒng)和所有運行中的應(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。