RADI技术及实战演练.ppt

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1、RAID技术介绍,目录,Raid卡主流厂商及技术介绍Raid出现故障后的解决办法Raid阵列异常预警方式,Raid卡厂商,长期以来，RAID卡市场一直是LSI、Adaptec、Highpoint、Promise等厂商的专区，LSI和Adaptec继承了在SCSI RAID控制器市场的优势，随着SAS时代的到来，在SAS RAID市场同样统领风骚。Highpoint和Promise则是以前在IDE RAID市场上占据较明显的优势，如今也仍然以SATA RAID市场为主，但同样有较完备的中低端的SAS RAID产品线。,AdaptecAdaptec公司1981年成立，总部位于加州Milpitas市

2、，主要业务是计算机与网络之间数据传输设计制造软硬件产品。2010年6月PMC收购Adeptac的Raid卡业务，但AdaptecbyPMC 仍然是业内能够提供最全面存储解决方案的企业之一，从芯片到内部主机总线适配器，从RAID控制器到外部存储局域网(SAN)、基于以太网的iSCSI SAN(IP SAN)、网络连接存储(NAS)，以及能够提升存储功能和价值的软件。,Adaptec产品推出的SAS RAID产品主要以产品型号的大小来定位产品，以起始段为准标号越高则定为也就越高。目前Adaptec主要有十几款SAS RAID产品。如Adaptec RAID 52445、Adaptec RAID 5

3、405、Adaptec RAID 5085、Adaptec RAID 2405、Adaptec RAID 2045、SAS-3160531205308538053405等。其中2系列(如2405)为入门级，专为提供顶级经济有效型解决方案而设计，其中5805属中高端产品，52445为首款超高端口数量控制卡，其灵活性之强可完全按商业需求个性配置Adaptec 5805 这款5805控制卡是Adaptec在08年三月份引入的5系SAS/SATA Raid卡，Adaptec 5805装备了IOP 348处理器，主频是1.2GHz Dual Core RAID on Chip(ROC),接口也全面使用了

4、PCI-E x8来增加带宽,达到每秒超过250,000的IO和1.2GB/s的传输速度，同时提供RAID0、1、1E、5、5EE、6、10、50、60、JBOD和回写热备(Copyback Hot Spare)等众多RAID功能。这款Adaptec RAID 5805带8个内部端口的小尺寸Unified Serial RAID控制卡，性能出众，扩展能力强，提供高级数据保护功能，是定位于企业级应用的一款SAS接口产品，主要适合在线事务处理(OTLP)、web、数字监控和流媒体应用等应用。,Raid卡厂商,Raid卡厂商,LSI成立于1981年,是市场上顶级的存储和网络产品供应商，提供领先的存储和

5、网络电子产品技术。目前，LSI已经能提供从控制芯片、RAID、扩展器、硬盘控制器到存储系统等，几乎所有的SAS生态环境构成元素，并在SCSI商业协会和ANSI T10委员会中持有关键席位，对SAS标准的推动，自始至终起着巨大的积极作用。在SAS控制器芯片市场上，LSI占据了领导性地位，提供了从芯片到HBA卡到RAID卡最为丰富的SAS解决方案，同时也是唯一一家拥有完善6Gb/s SAS产品线的RAID卡厂商。此外，2009年，LSI还收购了另外一家以RAID控制器产品见长的厂商3Ware，使LSI的SAS RAID控制器产品空前丰富,3Ware的产品如9690等仍然可以通过LSI得到很好的支持

6、。,产品线 LSI是有能力提供单芯片SAS RAID解决方案的厂商之一，包括3款产品SAS1078 ROC、SAS2008 ROC、SAS2108 ROC。SAS1078 ROC主要针对3Gb/s SAS市场，SAS2008和SAS2108则都针对6Gb/s SAS市场，其中SAS2108是更为主流的6Gb/s SAS RAID芯片，配置上相比SAS2008也更高端一些,目前浪潮使用LSI的SAS2108、SAS2008也开发出了自己的6G raid卡产品线。LSI SAS 8708ELP是LSI的第二代SAS/SATA RAID产品，专门针对入门级服务器和小型办公室环境提供低成本然而功能强大

7、的内部RAID解决方案。MegaRAID SAS 8708ELP适配器采用LSISAS1078芯片，强大的I/O存储引擎，可透明执行所有的数据保护、数据检验和恢复任务。半高PCI适配器提供在两个SFF8087迷你多线连接器上的八个内部3Gb/s串行SCSI端口，256MB DDR II写缓存和PCI Express主机接口。8708ELP同时支持SAS扩展器和SATA本地命令队列，RAID 0，1，5，6可扩展到10，50，60等阵列功能。,Raid卡厂商,HighPoint(微辰/高端)、Marvel公司和Promise公司(乔鼎信息)同样是RAID市场上的重要厂商之一，最早都是以IDE R

8、AID卡产品起家，并过渡到SATA和SAS年代。由于从IDE RAID发展而来，因此该公司主要盘踞在RAID市场的中低端，相比LSI和Adaptec来说更加便宜，以突出的性价比在市场上拥有广泛的占有率。Marvel 推出的VA6800M、Hipoint推出的2720-2760系列等在将来的6G市场将与LSI和Adaptec一竞高下。,Raid卡厂商,Raid技术介绍硬件模块组成,IO Processor，IO处理器，提供RAID数据校验计算、输入输出处理等功能。IOC，IO控制器，提供总线通道，用来连接硬盘、存储设备。主机总线接口，目前主流为PCI-E，有PCI-Ex1,x4,x8等类型接口,

9、总线速率分别为：250MB/s,1GB/s,2GB/s。Battery Backup Unit，电池备份模块，提供意外掉电下的数据保护。Cache Memory，缓存/内存，提供数据从IOP到硬盘之间的缓冲，提高整体性能，目前主流为：128M、258M和512M，形式上以板载内存颗粒为主。Flash ROM，用来存放Firmware和BIOSNVRAM，用于保存RAID设置信息。NVRAM区别于RAM蜂鸣器，在RAID阵列出现意外掉盘等情况下提供声音报警，提醒用户进行维护。,RAID卡结构,Raid卡运作流程,IOP作为RAID卡的CPU，通过执行闪存中的Firmware，控制SCSI等rai

10、d卡控制器、Cache Memory以及指示报警电路，来实现RAID卡的功能，运作流程如下：1）初始化RAID卡寄存器2）读取NVRAM中的RAID参数，与硬盘实际信息进行比较，显示结果3）发送配置提示、响应 用户命令进入配置界面4）提供配置菜单、将用户提供的RAID卡参数、RAID参数存入NVRAM5）根据RAID参数，通过SCSI等raid卡控制器对硬盘进行初始化写操作6）完成配置7）等待Host发出读写操作命令,07.07.2023,Inspur group,RAID级别 按照不同的连接方式及对数据访问速度和可靠性的要求，RAID可分为若干级别：NRAID 硬盘串联 NRAID代表不具备

11、RAID功能，意既其容量大小等于所有磁盘的数量，而组成一个虚拟大磁盘Logical Drive（资料不会被切割），NRAID不提供数据容错功能。,07.07.2023,Inspur group,JBOD单颗磁盘 JBOD 代表只单独一颗硬盘，也就是说RAID控制器会视每一颗磁盘为一个独立的虚拟磁盘（Logical Drive），JBOD不提供数据容错功能。,07.07.2023,Inspur group,RAID 0将资料切割后写入每块硬盘 RAID 0 为RAID 等级中效能最高的等级，但是并无容错功能，是由全部硬盘组成一个虚拟大硬盘，容量大小等于全部硬盘总和(N)，其会将资料切割后写入每颗

12、硬盘中。,07.07.2023,Inspur group,RAID Level 0 Data Striping,RAID 0,无法保证数据安全,07.07.2023,Inspur group,RAID Level 0 Data Striping,RAID 0,240GB,Advantage:,Best Performance,Max.Capacity,无法保证数据安全,Access time=1 sec,1/4 sec,07.07.2023,Inspur group,RAID 1硬盘镜像 RAID 1 硬盘镜像必须要有二颗硬盘，其将资料同时存在二颗硬盘中，亦即二颗硬盘资料一模一样。所以其容量大

13、小等于N/2(只有一颗硬盘的容量)。,07.07.2023,Inspur group,RAID Level 1 Mirror,RAID 1,Good Data Protect,07.07.2023,Inspur group,RAID Level 1 Mirror,RAID 1,60GB,Good Data Protect,Capacity=1x Disk capacity,Minimum Disks required:2,Access time=1 sec,1 sec,07.07.2023,Inspur group,RAID3：是把数据分成多个“块”，按照一定的容错算法，存放在N+1个硬盘上，

14、实际数据占用的有效空间为N个硬盘的空间总和，而第N+1个硬盘上存储的数据是校验容错信息，当这N+1个硬盘中的其中一个硬盘出现故障时，从其它N个硬盘中的数据也可以恢复原始数据，这样，仅使用这N个硬盘也可以带伤继续工作（如采集和回放素材），当更换一个新硬盘后，系统可以重新恢复完整的校验容错信息。,RAID 3,07.07.2023,Inspur group,RAID Level 3 Parallel array with parity,What is Parallel array and parity?,Parity rule Parity Bit,07.07.2023,Inspur group,

15、RAID Level 3 Parallel array with parity,RAID 3,180GB,P,Capacity=N-1 Disk capacity,P,P,07.07.2023,Inspur group,RAID Level 3 Parallel array with parity,RAID 3,Minimum Disks required:3,P,07.07.2023,Inspur group,RAID 5Striping with Interspersed Parity 检测码分散在每一颗硬盘上，资料切割后写入硬盘中RAID 5 的做法和RAID 3大致相同，差异是在于检查

16、码资料储存方式不一样，RAID 5是将检查码的资料储存在每一颗的硬盘上，而RAID 3储存在同一颗硬盘上。所以当RAID 5 其中一颗硬盘损毁时，RAID控制器会从每一颗具有检查码的硬盘中自动产生损毁硬盘上的资料。,07.07.2023,Inspur group,RAID Level 5 Parallel array with parity,RAID 5,P,180GB,Capacity=N-1 Disk capacity,07.07.2023,Inspur group,RAID Level 5 Parallel array with parity,RAID 5,Minimum Disks r

17、equired:3,P,07.07.2023,Inspur group,RAID 0+1：为RAID0和RAID1的组合，即由两个完全相同配置的RAID0形成镜像关系，既提高了阵列的读取速度，又保障了阵列数据的安全性，当然，为此付出的代价同样是价格昂贵。,Raid10原理,07.07.2023,Inspur group,RAID 10,RAID Level 0+1(10),07.07.2023,Inspur group,RAID 10,RAID Level 0+1(10),07.07.2023,Inspur group,RAID 10,120GB,Good Data Protect,Capac

18、ity=x Total Disk capacity,Minimum Disks required:4,60GB,60GB,RAID Level 0+1(10),07.07.2023,Inspur group,RAID 10,RAID Level 0+1(10)-2,07.07.2023,Inspur group,RAID 10,120GB,Minimum Disks required:4,120GB,120GB,RAID Level 0+1(10)-2,07.07.2023,Inspur group,RAID 10,RAID Level 0+1(10)-2,07.07.2023,Inspur

19、group,Compare 10 and 01,07.07.2023,Inspur group,RAID-1E,RAID-1E：（也叫做混合型或者增强型RAID1）以镜像的方式将数据分条带分布存储于各硬盘上。,07.07.2023,Inspur group,Raid6,RAID 6根据条带化的数据生成校验信息，条带化数据和校验数据一起分散存储到RAID组的每块硬盘上。为了确保在两块硬盘掉线时数据不会丢失，需要两种不同的校验算法。这样，在两块硬盘掉线时，根据两个不同的校验算法联解方程组，就可以推算出掉线硬盘上的数据，并恢复。通常的做法是，第一份校验数据采用传统的异或算法生成，另一份校验数据通过一

20、个可逆的函数演算，对运算结果再用异或生成校验数据。目前最常见的实现，是将数据在Galois Field做换算，然后将换算结果用异或操作生成第二份校验数据Raid6至少需要4块硬盘，可使用容量为N2，可以保证阵列中任意两块硬盘损坏不丢失数据,目录,Raid卡主流厂商及技术介绍Raid出现故障后的解决办法Raid阵列异常预警方式,导致硬盘掉线的原因,硬件故障硬盘出现坏道，需要注意在线硬盘背板问题、线缆问题、接触问题Raid卡故障电源问题导致供电不稳定应用情况突然断电，造成数据不同步，特别是有回写的情况数据量大，数据读写特别频繁，特别是在硬盘数量较多以及跨模组的情况下。读写频繁，数据校验出错的可能性

21、就高。误操作拔插,Raid发生故障后的解决办法,一般raid卡raid配置信息保存位置Raid卡的nvram中硬盘ROMB raid配置信息保存位置主板硬盘不在key以及缓存中Raid配置信息具体在硬盘的什么位置？一般在硬盘的最后磁道部分-所以删除raid一般不会影响硬盘的MBR中的信息，以及其他数据信息。,Raid发生故障后的解决办法,硬盘掉线对于配置阵列的磁盘系统，单个硬盘故障不会导致系统应用的正常运行和数据丢失，客服会尽快上门更换故障硬盘，请不要随便使用其他硬盘进行替换，因为如果其他硬盘上有raid信息和raid卡的不匹配，会导致阵列异常。Raid卡故障主要表现为检测不到raid卡或自检

22、不通过解决办法：更换raid卡，注意不要将硬盘拿到其他机器上直接使用，或将其他机器的raid卡拿来直接替换，这样会由于硬盘中的raid信息和raid卡中的raid信息不匹配发生选择冲突，如果选择错误，会导致硬盘中的raid配置信息被破坏而使数据丢失。,目录,Raid卡主流厂商及技术介绍Raid出现故障后的解决办法Raid阵列异常预警方式,Raid卡阵列异常预警方式,安装管理软件系统下图形化操作，不用关机、重启机器远程操作，特别是互联网客户的托管机房查看、分析、收集硬盘状态以及日志比较方便方便升级raid卡FW等软件操作弥补bios操作界面检测功能上的不足。比如smart报错，多数情况下，使用校

23、验功能检测不出来，管理软件下方便查看方便操作和收集信息软件程序：随机光盘或者官方网站下载Lsi raid卡常用的管理软件是MSMAdaptec raid卡常用的管理软件是ASM,42,LSI MSM介绍,MSM管理软件适用范围较广Lsi sas raid卡板载lsi sas控制器注意事项：一些redhat linux系统需要安装特定的rpm包（readme说明）,43,LSI MSM介绍,可以在客户端同时查看多台机器的状态，如图所示，绿色圆圈表示正常，黄色表示raid状态降级，如果红色，则说明Raid已经fail，或者raid没有配置成功。双击即可登陆查看,44,LSI MSM介绍,安装管理软

24、件后，可以从日志中准确查看哪一块硬盘的具体掉线时间，便于故障定位。Bios配置界面日志不易阅读,45,ASM介绍,Adaptec raid卡基本都是用该管理软件。,实验-lsi 8708e sas raid卡实践,实验目的掌握raid卡的参数设置掌握raid常见故障的处理熟练熟练掌握raid0、1、5等的配置实验设备NF5220 SAS 硬盘Lsi 8708 sas raid卡实验内容讲解Lsi 8708 sas raid卡的基本参数该raid卡支持的raid级别该款raid卡的参数和raid配置方法,07.07.2023,客户服务中心,实验 lsi 8708e sas raid卡实践-知识交

25、流,lsi 8708e sas raid卡的特性支持的raid级别配置交流讨论：raid信息存储在 raid卡上还是硬盘上？,实验-lsi 8708e sas raid卡实践,实验过程记录raid卡当前的fw设置raid卡开启报警功能设置raid卡的rebuild rate=80打开disk wc和read ahead查看硬盘的参数及健康状况分解实验1将0、1号硬盘配置raid1，使用默认条带大小初始化该raid1，注意硬盘指示灯状态将另外一块硬盘配成热备盘拔掉0号硬盘，重启机器，有无报警？进入raid配置界面查看raid状态,07.07.2023,客户服务中心,实验-lsi 8708e sa

26、s raid卡实践,实验过程续分解实验2将0、1号硬盘做成raid1拔掉0号硬盘，重启机器进入raid配置界面，查看raid状态插上2号硬盘，查看raid是否自动rebuild分解实验3将0、1号硬盘做raid0拔掉0号硬盘，重启机器进入raid配置界面，查看raid状态插上2号硬盘，查看raid是否自动rebuild？,07.07.2023,客户服务中心,实验-lsi 8708e sas raid卡实践,类似firmware配置界面的配置,实验-adaptec 5805 sas raid卡实验,实验目的，实验设备参考实验1实验内容交流adaptec 5805 sas raid卡的基本参数该r

27、aid卡支持的raid级别该款raid卡的参数和raid配置方法,实验-adaptec 5805 sas raid卡实验,实验过程记录raid卡当前的fw设置raid卡开启报警功能校验0号硬盘分解实验1将0、1号硬盘配置raid1。条带大小64K，打开读写cache选择quick init 模式将另外一块硬盘配成热备盘拔掉0号硬盘，重启机器，有无报警？进入raid配置界面查看raid状态,实验-adaptec 5805 sas raid卡实验,实验过程续分解实验2将0、1号硬盘做成raid1拔掉0号硬盘，重启机器进入raid配置界面，查看raid状态插上2号硬盘，查看raid是否自动rebuild分解实验3将0、1号硬盘做raid0拔掉0号硬盘，重启机器进入raid配置界面，查看raid状态插上2号硬盘，查看raid是否自动rebuild？,实验-adaptec 5805 sas raid卡实验,类似配置界面的raid卡或配置,谢谢,