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理解分析RAID 5系统

IT168  佚名丨2010-01-15 14:25 标签:FC SAN RAID 

RAID 5有很多值得学习的地方,这里我们主要介绍RAID 5系统,包括介绍RAID 5把数字信号进行存储等方面。RAID 5硬盘驱动故障。即使更换成830台驱动,我们的硬盘驱动仍然出现了崩溃。不过,对于任何大型系统这是非常正常的现象。

据估计,大约1 %的所配置的硬盘驱动器将在第一年报废,并且报废率随着每年时间的推移不断攀升。然而RAID 5系统有很多方法,比如在其驱动器中带状分布存储数字信息,可以从硬盘崩溃的状态中恢复重建系统。RAID 5不对存储的数据进行备份,而是把数据和相对应的奇偶校验信息存储到组成RAID 5的各个磁盘上,并且奇偶校验信息和相对应的数据分别存储于不同的磁盘上。当RAID 5的一个磁盘数据发生损坏后,利用剩下的数据和相应的奇偶校验信息去恢复被损坏的数据。

RAID 5把数字信号进行存储,当硬盘崩溃的时候,可以把崩溃的硬盘中的数据拷贝到另外的替代的硬盘中。因此大多数的RAID制造商都建议用户在每台 RAID机架中安装至少安装一个分配全局热备份。这样,当RAID访问硬盘失败的时候,可以把存储信息从崩溃的硬盘中拷贝重建到备用硬盘中。也就是说,崩溃的硬盘可被新的热备用硬盘所代替,如此这般,从理论上来说,通过不断的重建过程,可以保证RAID不间断工作,并且没有数据的损失。

然而事与愿违的事,会出现存储监控视频的RAID 5系统所无法解决的驱动器故障:这样的问题仅仅在存储视频信息的时候碰到,而很少在其他的应用中出现。问题的关键在于,大多数的应用中,书面数据是在写入过程中进行“核查”,这就意味着,在一块数据写入之后,这块数据将被读取并且在下一块数据写入之前和原始数据进行比较,如果比较过程失败,该块磁盘将被硬盘记录为故障状态,数据将被重新记录到磁盘的另外一块区域。

这样的一个重建机制在系统有足够的时间来进行数据验证和修复重建时候运转非常良好,但是在大多数应用中,并不要求不断的数据写入并且计算机操作系统可以等待相对较短的一段时间来验证数据并且修复所有的硬盘故障。

然而对于视频记录完全就是另外一回事了。闭路电视信号时90%的写入对应10%的读出,这仍然是一个保守的估计,有时候写入如读出的数据可以达到99 %至1 %和99.9 %至0.01 % 之间, RAID 5系统很少是专门为视频记录设置,如果有的话,得为写入数据进行专门的验证。

上述情况所致就产生了一些致命的情况。一个典型的故障情况就是所谓的“阅读元素失败”,即驱动器无法读取写入其中的全部或部分数据。导致这样彻底的读取失败的原因之一可能是一个错误的读取头,或者只是块损坏的磁盘尚未通过硬盘的自动重建功能拷贝到备用硬盘中。

由于硬盘录像系统通常不会在写入数据后自动读取数据,并且操作系统也只能读取到很小一部分回放的视频,硬盘很容易在读取视频的时候发生不能读取视频的事故,并且持续很长时间不能读取,但是无论是存储系统或者是操作系统都不会发现这样的问题存在,也就是说,知道有一个硬盘彻底崩溃了RAID 5系统才会认识到存储系统的故障。

当RAID 5系统遇到了一个驱动器故障,它会在所有的驱动中进行验证尝试重建数据。这样一来,问题变得更加严重,如果 RAID 5系统中此事正好其中一个驱动器处于阅读元素失败的故障状态,那么很有可能坏区中含有验证数据。如果确实含有的话,数据重建的过程毫无疑问会发生故障。

在RAID 5系统,如果重建失败,验证数据将被损坏并且无法被读取,现在该系统现在有两个坏驱动器并且RAID设置都将丢失。这种情况我们在过去三年期间使用原始RAID 5磁盘阵列系统时至少发生过6次。

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