宏杉科技CRAID:RAID技术的革命性创新

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自诞生之日起,存储阵列始终以高可靠为前提来设计存储产品的架构:从电源、风扇、到控制器以及端口部件,无一例外都是冗余架构。而用于提高硬盘安全性的RAID技术,上世纪80年代就已经出现,并被广泛采用。

 自诞生之日起,存储阵列始终以高可靠为前提来设计存储产品的架构:从电源、风扇、到控制器以及端口部件,无一例外都是冗余架构。而用于提高硬盘安全性的RAID技术,上世纪80年代就已经出现,并被广泛采用。但是,近年来硬盘容量急剧增大,单块硬盘从过去几百GB到现在主流的3TB、4TB,再到更高的6TB硬盘,传统的RAID机制碰到了极大的挑战。大容量硬盘在带来高性价比的同时,也使得硬盘数据的安全问题愈加突显,在这其中最突出的就是硬盘重建和多硬盘同时出现故障问题。

  1、硬盘重建:传统RAID方式,一块硬盘出现问题,热备盘会进行替换,然后进行数据重建。以最常用RAID5组为例,一块2TB硬盘在没有数据写入情况下,重建需要20个小时,在有数据写入的情况下,数据重建时间可能需要一周。在数据重建期间,不仅存储设备性能和可靠性会大幅度下降,这个RAID5组中只要再出现一块硬盘损坏,整个RAID5组的数据都会丢失。

  2、多硬盘同时物理故障:传统RAID方式,RAID5/6的硬盘利用率较高,但数据丢失风险较大,RAID5只允许坏1块硬盘,RAID6只允许同时坏2块硬盘;相对之下,RAID1/10等安全性较高,但空间使用率只有一半,并且同为镜像的两块硬盘一旦同时出现物理故障,数据同样丢失。

  如何解决硬盘所引起的众多问题,是业界最关注的点之一。经过长时间的经验总结和技术积累,宏杉科技创新性地提出“CRAID”技术,也就是基于Cell的RAID技术,彻底解决传统RAID遇到的问题。

  CRAID1.0技术是在传统技术上的革新,将硬盘细分为数千甚至数万个小单元进行单独管理(也即是Cell)。在每个单元内发生的故障和问题,采用单元替换、屏蔽故障单元方式进行处理,避免对整个硬盘进行数据重建。即便在特殊情况下,被迫将进行全盘数据重建时,CRAID1.0技术也会提前将健康单元数据提前克隆到新硬盘中,只对个别真正故障单元数据进行校验计算重建,很大程度提高故障硬盘的重建时间,极大地避免多块硬盘连续发生故障导致的数据丢失。CRAID2.0技术是在CRAID1.0技术基础上,打破了传统RAID技术瓶颈,采用全新算法和三重数据校验机制,在保证数据安全、硬盘空间使用率和性能的前提下,可允许同一个硬盘组中任意三块硬盘出现整盘物理故障,数据不丢失。之后只需更换新硬盘,可实现三块盘同时进行重建。

  CRAID技术综合传统RAID技术优势,以Cell为单位进行硬盘空间优化和健康状态维护,在数据安全、整机性能和空间利用率方面都有了明显提高,主要体验下如下几方面:

  允许任意三块硬盘故障:CRAID2.0技术在成熟的CRAID1.0技术基础上,不再拘泥于传统,采用全新的算法和三重数据校验机制,提供更高的数据安全机制,允许在同一个硬盘组中任意三块盘出现整盘物理故障,业务不中断,继续为应用提供支持。同时更换三块新硬盘后,支持同时并行重建。

  空间利用率高:CRAID2.0采用N+M模式,用户可自由选择校验盘数量,保证数据安全性同时提高了硬盘组空间利用率。而不是传统RAID1/10等,浪费大量空间,还无法保证任意两块或三块硬盘全盘物理故障数据不丢失。即使RAID5/6保证了空间利用率,但无法提供非常可靠的数据安全机制。

  数据快速重建:CRAID采用快速重建、局部重建、优化重建技术,针对不同的硬盘故障,采用不同的数据重建技术,对于硬盘的介质故障,可以在数分钟内就完成数据重建,从而节省了80%以上的数据重建时间,并减少对系统资源的占用。

  在实践应用中,宏杉科技CRAID技术体现出非常高的实用价值。采用了CRAID技术的宏杉科技存储阵列,其由硬盘问题导致的设备故障远低于业界平均水平,有效提高了存储数据的安全性。CRAID技术凝聚宏杉人对技术创新的执着追求,宏杉科技会持续加大自主创新力度,为用户提供更好的产品技术和解决方案。

责任编辑:市场部 来源: 中国计算机报
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