2020.10.19

RAID 6 架構&運作原理解說

備註:如果除了 RAID 6 之外,想了解更完整的RAID解析,可以參考這一篇文章RAID 磁碟陣列介紹與解析 ,內有針對RAID提供非常完整的介紹解析。


RAID 6 原理&架構

RAID 6 簡單形容就是容許同時故障2台硬碟還可正常讀寫

但凌威科技寧可提醒使用者勤做資料備份,也不建議追求容許故障2、3、4台硬碟....甚至半數硬碟的 RAID 1E。
上一單元提到 RAID 5+Spare 優點是,當故障一台硬碟時,可以立刻 Online Rebuild 至 Spare 空白硬碟,但因 Rebuild 時的內部運作是,先自數台正常硬碟讀出所需 Blocks 再將 Parity 運算的結果寫入 Spare 空白硬碟內,Read -> Parity Check-> Write。
這種邊做 Parity 運算邊寫入的過程,是非常耗時且如這時又故障第2台硬碟時(實務上同時故障2台硬碟機率不算低),RAID 5 就毀了,即顯示 RAID 5 State Failed。
那是否有可以容許同時故障2台硬碟的 RAID 組合?
老話一句!當出現問題時,科技界就會有一批熱心又聰明的工程師設法解決問題,此單元介紹RAID 6 的原理和架構。

RAID 6 原理&架構:

最少需 4 台硬碟,例如共有 1TB x 4台硬碟,但 RAID 6 的容量只有 2TB。
(Physical Drives 1TB + 1TB+1TB+1TB = 2TB Logical Drive ,Array )
其中有 2TB 容量被當作容錯運算用( Parity Blocks),非單獨2台硬碟,而是平均分散在各硬碟內。
RAID 6 有2份相同的 Parity Blocks,比 RAID 5 多一份,每次 RAID 讀寫一個 Blocks 時都需 Parity check 一次,所以系統的 Loading 會很重,如是用 Software RAID Controller (Linux RAID)當大量讀寫時,會明顯感受出讀寫速度降低,但如只是一般小檔案讀寫是不會太大差別。
 

RAID 6 + Spare 原理:

就是容許故障2台硬碟還可正常讀寫,且已有一台備用空白硬碟,當故障一台時可立即做重建Online Rebuilding。
優點:比 RAID 5 多一層保障,RAID 6 容許同時故障2台硬碟還可正常讀寫。
缺點:因共有2份相同 Parity Blocks,運算複雜 Loading 加重,建議用 Hardware Controller Card,相關廠牌有HP、Dell、LSI....
raid0601


各位看圖不知道是否會有另一種想法?純粹『討論』而已,沒別的意思。

假如手上已經共有 5台硬碟,非要規劃成 RAID 嗎?提供2種架構可思考:

1:改建立 RAID 5+Spare,會多1TB容量,讀寫速度較快,單純易管理維護。

2:全部當單台使用,第 1、2 台都當傳統單台使用,各自儲存不同資料,其它 3 台當個別備份資料硬碟,每份資料最少有2份備份,架構簡單,易使用易管理,又有資料備份,遺失風險低。

3:為了 Create RAID 6 + Spare 也只可使用2台硬碟容量,必須先購一片高性能 RAID 6 controller card,再 Create 複雜的 RAID 6 + Spare ,架構複雜,管理維護難度高。
接下來資料備份怎麼辦?還需另加多台硬碟備份資料。現在拿 RAID 5+Spare 和 RAID 6+Spare 比較,唯一不同處只是『容許故障2台硬碟還可正常讀寫』。但試問,誰會放心當發生一台硬碟故障時竟放著不處理,繼續等第2台硬碟故障時再處理?

如是我,我會選擇第 1 or 2 種架構,簡單,易用易操作。任何人都可交接使用管理。

RAID 6 資料備份
  • 提醒RAID 使用者,任何RAID架構都不是完美的,不要太依賴RAID的容錯機制。
  • 寧可勤做資料備份,資料多做幾份備份,才安心。開裝甲車也要綁安全帶。

凌威科技在 RAID 的實務經驗上,始終提醒 RAID 使用者,任何 RAID 架構都不是完美的,不要太依賴 RAID 的容錯機制,不要有錯覺認為 RAID 售價高,相對品質性能就一定高,使用時就較疏忽做『資料備份』,無論是何種 RAID 架構,都要勤做資料備份。
這就好像開百萬名車還是要綁安全帶道理相同。

凌威科技寧可多花時間介紹『備份機制』給RAID 使用者,並不是很喜歡常推薦市面又出現號稱更新更強的 RAID,所以至於傳說中 RAID 1E 號稱容許故障半數硬碟還可正常讀寫的機制,凌威科技不願浪費時間介紹。因為那就好像,駕駛一台8輪大卡車,只因號稱容許多個輪胎爆胎還可正常行駛,就教駕駛員,當只有一個爆胎時先不必停車處理,繼續開再說.....。

凌威科技寧願教,當發生一個輪胎爆胎時,立刻停車換新胎,並檢查其它輪胎是否正常。

RAID 是虛擬架構磁碟,簡單比喻:

共有3 噸貨物,有2種運載方式,
1. 寧可出動 3 台小貨車,1車載1噸,各自行駛,各自有各自的駕駛,有各自的輪胎,風險可分散。
2. 將 3 台小貨車『串連結』成一台大列車行駛,變數多,風險高。
 
結論:

使用 RAID 一定要有風險意識,因為 RAID 內儲存資料幾乎都是整個企業的重要資料,絕不可損毀。但 RAID 的種類繁多,到底要用 RAID 0, 1 , 5 , 6 ,10…..?建議規劃時勿超過您的技術能力,不論哪一種 RAID 讀寫速度都差不多,而 RAID 容量取決於硬碟數量,但使用一組您有能力管理,有能力排除輕微故障才是正確的選擇。真的非常不建議,硬要去使用自已不熟悉無法自行管理的 RAID。
當然最後還是有可能遇到問題需要專業建議時,歡迎來電聯絡『凌威科技』,本公司工程師團隊非常樂意協助您。 

 

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