北京, 2022年4月2日 /美通社/ -- 新一代信息技術(shù)正加速數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代的到來(lái)，數(shù)據(jù)作為數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代的信息支撐，數(shù)據(jù)成為繼土地、勞動(dòng)力、資本、技術(shù)之后的第五大生產(chǎn)要素，正在成為驅(qū)動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)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(chǎn)，成為驅(qū)動(dòng)企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要引擎，數(shù)據(jù)的可靠性、完整性和安全性，關(guān)系到行業(yè)和企業(yè)的生存力和競(jìng)爭(zhēng)力，業(yè)務(wù)永遠(yuǎn)在線、數(shù)據(jù)永不丟失、性能永無(wú)止境、容量永遠(yuǎn)充足，已成為存儲(chǔ)在智慧時(shí)代下全新的挑戰(zhàn)。作為數(shù)據(jù)的核心載體，存儲(chǔ)系統(tǒng)更加關(guān)注可靠性、性能等重要指標(biāo)，浪潮存儲(chǔ)通過(guò)算法優(yōu)化、分布式熱備空間等一系列的技術(shù)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(zhuǎn)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(chǎn)生的主要原因
計(jì)算機(jī)發(fā)展的初期，產(chǎn)生的和要處理的數(shù)據(jù)也在快速增加，單塊磁盤(pán)無(wú)法滿足系統(tǒng)對(duì)于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的容量、讀取的性能、安全可靠性的要求。RAID（Redundant Arrays of Independent Disks）技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，其意為獨(dú)立磁盤(pán)構(gòu)成的具有冗余能力的陣列，多個(gè)獨(dú)立的磁盤(pán)組成在一起形成一個(gè)大的磁盤(pán)系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)比單塊磁盤(pán)更好的存儲(chǔ)性能和更高的可靠性，這種冗余能力體現(xiàn)在存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的某個(gè)磁盤(pán)發(fā)生故障時(shí)，RAID技術(shù)可以將故障盤(pán)的數(shù)據(jù)重構(gòu)并恢復(fù)至熱備盤(pán)，以此來(lái)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(pán)故障的時(shí)候即為冗余丟失，在單個(gè)硬盤(pán)故障到重構(gòu)完成之前，發(fā)生第二個(gè)盤(pán)故障的概率就是RAID5的失效率。從直觀的角度來(lái)看，如果單盤(pán)重構(gòu)速度越快，那么雙盤(pán)同時(shí)處于故障的概率就越低，RAID的可靠性就越高。
數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)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(wèn)題的同時(shí)，其熱備盤(pán)的閑置造成了一定資源的浪費(fèi)；另外有磁盤(pán)發(fā)生故障時(shí)，陣列進(jìn)行重構(gòu)任務(wù)向熱備盤(pán)寫(xiě)入恢復(fù)的數(shù)據(jù)，單盤(pán)的寫(xiě)瓶頸問(wèn)題會(huì)影響整個(gè)存儲(chǔ)的重構(gòu)性能，導(dǎo)致RAID的失效率升高，可靠性降低。除此之外，重構(gòu)速度過(guò)快會(huì)對(duì)主機(jī)業(yè)務(wù)性能產(chǎn)生較大影響，重構(gòu)速度過(guò)慢對(duì)存儲(chǔ)可靠性產(chǎn)生影響，如何平衡重構(gòu)性能以及重構(gòu)對(duì)業(yè)務(wù)性能的影響也是衡量存儲(chǔ)系統(tǒng)性能和可靠性的重要指標(biāo)。
浪潮InRAID，基于RAID和分布式的革新
浪潮通過(guò)多年技術(shù)積累，不斷創(chuàng)新，提出了InRAID技術(shù)，通過(guò)多線程技術(shù)以及校驗(yàn)延遲寫(xiě)入技術(shù)提升性能，相對(duì)傳統(tǒng)RAID性能提升50%以上，通過(guò)分布式熱備空間以及有效數(shù)據(jù)重構(gòu)技術(shù)，使得重構(gòu)效率提升近20倍，同時(shí)通過(guò)流控算法有效控制對(duì)主機(jī)性能影響，兼顧性能同時(shí)提升存儲(chǔ)的可靠性。
在InRAID技術(shù)中，浪潮提出了一種新型的空間概念pack，磁盤(pán)陣列以pack為單位進(jìn)行劃分。當(dāng)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)時(shí)，按照一定規(guī)則將IO所在pack分配到相應(yīng)的CPU核心，單個(gè)RAID可以多個(gè)CPU核心并發(fā)處理業(yè)務(wù)，并且通過(guò)pack實(shí)現(xiàn)物理空間隔離，不需要通過(guò)互斥同步技術(shù)保證數(shù)據(jù)一致性，提高整個(gè)存儲(chǔ)的性能。
通過(guò)延遲校驗(yàn)寫(xiě)入提升性能
傳統(tǒng)的RAID寫(xiě)流程會(huì)遇到兩個(gè)問(wèn)題，一個(gè)是讀請(qǐng)求需要都完成才能進(jìn)行異或；第二是數(shù)據(jù)盤(pán)和校驗(yàn)盤(pán)都寫(xiě)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(guò)APU技術(shù)（atomic parity update，原子奇偶校驗(yàn)更新）對(duì)上面的寫(xiě)流程進(jìn)行優(yōu)化，首先采用lazy-parity技術(shù)（校驗(yàn)塊延遲寫(xiě)入）延遲校驗(yàn)塊的寫(xiě)入，數(shù)據(jù)塊寫(xiě)入完成后即可對(duì)上層返回成功。盡量通過(guò)異步流程處理取代同步等待，盡可能的提升性能，通過(guò)APU保存校驗(yàn)塊的完整性。
InRAID數(shù)據(jù)寫(xiě)入流程
極限優(yōu)化，重構(gòu)性能提升20倍
InRAID技術(shù)將傳統(tǒng)技術(shù)中固定的熱備盤(pán)被打散成分布式的熱備空間，隨著pack進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，有規(guī)律的分布在整個(gè)磁盤(pán)陣列中。如此，磁盤(pán)陣列不會(huì)存在閑置盤(pán)，有效的避免了資源浪費(fèi)的問(wèn)題。當(dāng)陣列中出現(xiàn)故障磁盤(pán)時(shí)，多線程進(jìn)行重構(gòu)后的數(shù)據(jù)也會(huì)并發(fā)的寫(xiě)入陣列全員磁盤(pán)的熱備空間中，有效的避免單個(gè)磁盤(pán)的寫(xiě)入的瓶頸問(wèn)題，高效的提高了重構(gòu)的效率，進(jìn)而提升了存儲(chǔ)系統(tǒng)的可靠性。
傳統(tǒng)RAID模式
InRAID模式
通過(guò)分布式熱備空間和多線程并發(fā)提升重構(gòu)性能的基礎(chǔ)上，InRAID使用有效數(shù)據(jù)重構(gòu)代替全盤(pán)重構(gòu)，減少無(wú)效數(shù)據(jù)重構(gòu)帶來(lái)的時(shí)間和性能損耗。同時(shí)由于只需重構(gòu)有效數(shù)據(jù)部分，所以相比全盤(pán)重構(gòu)性能提升明顯。
目前浪潮InRAID已經(jīng)在浪潮分布式、集中式等存儲(chǔ)產(chǎn)品上廣泛使用，模式式部署至金融、通信、政府、企業(yè)、醫(yī)療、教育等行業(yè)，為客戶的核心應(yīng)用提供保障。
浪潮存儲(chǔ)將持續(xù)圍繞行業(yè)場(chǎng)景需求，基于"存儲(chǔ)即平臺(tái)"的存儲(chǔ)戰(zhàn)略，不斷進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，攻克數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)難題，打造極致技術(shù)，以新存儲(chǔ)之道推動(dòng)技術(shù)革新，為業(yè)界帶來(lái)安全可靠、經(jīng)濟(jì)高效、易用易管的存儲(chǔ)平臺(tái)。
