SAS和Raid卡介紹第1頁2023/10/10InspurgroupRaid卡介紹（一）Raid卡和SAS卡介紹（二）Raid卡廠商和產(chǎn)品介紹（三）Raid卡構(gòu)造和種類（四）幾個(gè)常見Raid級別（五）Raid卡性能設(shè)置（六）LSIRoadmap第2頁一、什么是Raid卡RAID是英文RedundantArrayofIndependentDisks縮寫，翻譯成漢字即為獨(dú)立磁盤冗余陣列，或簡稱磁盤陣列。

RAID卡就是用來實(shí)現(xiàn)RAID功能板卡，一般是由I/O處理器、硬盤控制器、硬盤連接器和緩存等一系列零組件組成。不一樣RAID卡支持RAID功能不一樣。支持RAlD0、RAID1、RAID3、RAID4、RAID5、RAID10不等。Raid卡9261-8iRaid卡8708EM2第3頁RAID技術(shù)主要特點(diǎn)

RAID技術(shù)主要有下列兩個(gè)特點(diǎn)：（1）提升數(shù)據(jù)訪問速度硬盤數(shù)據(jù)條帶化多硬盤同步讀取（2）數(shù)據(jù)冗余保護(hù)硬盤鏡像奇偶校驗(yàn)

｝→減少硬盤機(jī)械尋道時(shí)間→提升數(shù)據(jù)存取速度｝→

數(shù)據(jù)冗余保護(hù)第4頁SAS控制器介紹SAS（SerialAttachedSCSI）即串行SCSI技術(shù)，是一種新型磁盤連接技術(shù)。它綜合了現(xiàn)有并行SCSI和串行連接技術(shù)（光纖通道、SSA、IEEE1394及InfiniBand等）優(yōu)勢，以串行通訊為協(xié)議基礎(chǔ)架構(gòu)，采取SCSI-3擴(kuò)展指令集并兼容SATA設(shè)備，是多層次存放設(shè)備連接協(xié)議棧。而SAS磁盤就是采取該接口技術(shù)磁盤，按照業(yè)界預(yù)測，SAS磁盤將很快取代目前SCSI磁盤而成為主流磁盤類型。第5頁SAS特點(diǎn)1、更加好性能：點(diǎn)到點(diǎn)技術(shù)減少了地址沖突以及菊花鏈連結(jié)減速；為每個(gè)設(shè)備提供了專用信號通路來確保最大帶寬；全雙工方式下數(shù)據(jù)操作確保最有效數(shù)據(jù)吞吐量；2、簡便線纜連結(jié)：更細(xì)電纜搭配更小連接器；SAS電纜構(gòu)造節(jié)省了空間，從而提升了使用SAS硬盤服務(wù)器散熱、通風(fēng)能力。3、更加好擴(kuò)展性：SAS是通用接口，支持SAS和S-ATA，S-ATA使用SAS控制器信號子集，因此SAS控制器支持S-ATA硬盤。最多能夠連接16384個(gè)磁盤設(shè)備第6頁SAS優(yōu)勢靈活性，能夠兼容SATA，為顧客節(jié)省投資擴(kuò)展性，一種SAS域最多能夠直連16384個(gè)設(shè)備性能卓越，點(diǎn)對點(diǎn)架構(gòu)使性能隨端口數(shù)量增加而提升串行SCSI是點(diǎn)到點(diǎn)構(gòu)造，能夠建立磁盤到控制器直接連接更合理電纜設(shè)計(jì)，在高密度環(huán)境中提供更有效散熱更細(xì)電纜搭配更小連接器第7頁2023/10/10Inspurgroup（一）Raid卡和SAS卡介紹（二）Raid卡廠商和產(chǎn)品介紹（三）Raid卡構(gòu)造和種類（四）幾個(gè)常見Raid級別（五）Raid卡性能設(shè)置（六）LSIRoadmap第8頁Adaptec產(chǎn)品推出SASRAID產(chǎn)品主要以產(chǎn)品型號大小來定位產(chǎn)品，以起始段為準(zhǔn)標(biāo)號越高則定為也就越高。目前Adaptec主要有十幾款SASRAID產(chǎn)品。如AdaptecRAID52445、AdaptecRAID5405、AdaptecRAID5085、AdaptecRAID2405、AdaptecRAID2045、SAS-31605\31205\3085\3805\3405等。其中2系列(如2405)為入門級，專為提供頂級經(jīng)濟(jì)有效型處理方案而設(shè)計(jì)，其中5805屬中高端產(chǎn)品，52445為首款超高端口數(shù)量控制卡，其靈活性之強(qiáng)可完全按商業(yè)需求個(gè)性配備Adaptec5805這款5805控制卡是Adaptec在23年三月份引入5系SAS/SATARaid卡，Adaptec5805裝備了IOP348處理器，主頻是1.2GHzDualCoreRAIDonChip(ROC),接口也全面使用了PCI-Ex8來增加帶寬,達(dá)成每秒超出250,000IO和1.2GB/s傳輸速度，同步提供RAID0、1、1E、5、5EE、6、10、50、60、JBOD和回寫熱備(CopybackHotSpare)等眾多RAID功能。

二、Raid卡廠商介紹第9頁Raid卡廠商LSI成立于1981年,是市場上頂級存放和網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品供應(yīng)商，提供領(lǐng)先存放和網(wǎng)絡(luò)電子產(chǎn)品技術(shù)。目前，LSI已經(jīng)能提供從控制芯片、RAID、擴(kuò)展器、硬盤控制器到存放系統(tǒng)等，幾乎所有SAS生態(tài)環(huán)境組成元素，并在SCSI商業(yè)協(xié)會和ANSIT10委員會中持有關(guān)鍵席位，對SAS標(biāo)準(zhǔn)推進(jìn)，自始至終起著巨大積極作用。在SAS控制器芯片市場上，LSI占據(jù)了領(lǐng)導(dǎo)性地位，提供了從芯片到HBA卡到RAID卡最為豐富SAS處理方案，同步也是唯一一家擁有完善6Gb/sSAS產(chǎn)品線RAID卡廠商。另外，2023年，LSI還收購了另外一家以RAID控制器產(chǎn)品見長廠商3Ware，使LSISASRAID控制器產(chǎn)品空前豐富,3Ware產(chǎn)品如9690等仍然能夠通過LSI得到較好支持。第10頁產(chǎn)品線LSI是有能力提供單芯片SASRAID處理方案廠商之一，包括3款產(chǎn)品SAS1078ROC、SAS2023ROC、SAS2108ROC。SAS1078ROC主要針對3Gb/sSAS市場，SAS2023和SAS2108則都針對6Gb/sSAS市場，其中SAS2108是更為主流6Gb/sSASRAID芯片，配備上相比SAS2023也更高端某些,目前浪潮使用LSISAS2108、SAS2023，也開發(fā)出了自己6Graid卡產(chǎn)品線。LSISAS8708ELP是LSI第二代SAS/SATARAID產(chǎn)品，專門針對入門級服務(wù)器和小型辦公室環(huán)境提供低成本然而功能強(qiáng)大內(nèi)部RAID處理方案。MegaRAIDSAS8708ELP適配器采取LSISAS1078芯片，強(qiáng)大I/O存放引擎，可透明執(zhí)行所有數(shù)據(jù)保護(hù)、數(shù)據(jù)檢查和恢復(fù)任務(wù)。半高PCI適配器提供在兩個(gè)SFF8087迷你多線連接器上八個(gè)內(nèi)部3Gb/s串行SCSI端口，256MBDDRII寫緩存和PCIExpress主機(jī)接口。8708ELP同步支持SAS擴(kuò)展器和SATA本地命令隊(duì)列，RAID0，1，5，6可擴(kuò)展到10，50，60等陣列功能。Raid卡廠商第11頁目前正在普及中LSI新一代6Gb/sSASMegaRAID9266/9285系列控制卡使用LSISAS2208RoC芯片為800MHz雙核PowerPC，而上一代產(chǎn)品則是單核PowerPC440。阿里測試D9和D10使用是9266-8i，使用LSISAS2208雙核芯片上RAID(ROC)，每個(gè)端口高達(dá)6Gb/s，PCI-E3.0兼容x8信道PCIExpress2.0，1GB1333MHzDDRIIISDRAM緩存，RAID級別0、1、5、610、50、60，第12頁在阿里測試S8和S9使用SAS卡是9217-8i，使用LSISAS23086Gb/sSAS控制器，8個(gè)內(nèi)部6Gb/sSATA+SAS端口，8通道PCIExpress3.0高寬帶應(yīng)用提供更加快速度，高性能6Gb/s數(shù)據(jù)傳輸速率，集成RAID0,1,1Eand10，支持高達(dá)256個(gè)SAS或SATA終端設(shè)備。第13頁LSISAS主流產(chǎn)品第14頁LSIRAID卡產(chǎn)品線第15頁2023/10/10InspurgroupRaid卡介紹（一）Raid卡和SAS卡介紹（二）Raid卡廠商和產(chǎn)品介紹（三）Raid卡構(gòu)造和種類（四）幾個(gè)常見Raid級別（五）Raid卡性能設(shè)置（六）LSIRoadmap第16頁三、Raid卡構(gòu)造一般Raid卡主要有下列幾部分組成IOProcessor，IO處理器，提供RAID數(shù)據(jù)校驗(yàn)計(jì)算、輸入輸出處理等功能。IOC，IO控制器，提供總線通道，用來連接硬盤、存放設(shè)備。主機(jī)總線接口，目前主流為PCI-E2.0，有PCI-Ex8類型接口,總線速率4.8GB/sBatteryBackupUnit，電池備份模塊，提供意外掉電下數(shù)據(jù)保護(hù)。CacheMemory，緩存/內(nèi)存，提供數(shù)據(jù)從IOP到硬盤之間緩沖，提升整體性能，目前主流為：255M、512M和1024M，形式上以板載內(nèi)存顆粒為主。FlashROM，用來寄存Firmware和BIOSNVRAM，用于保存RAID設(shè)置信息蜂鳴器，在RAID陣列出現(xiàn)意外掉盤等情況下提供聲音報(bào)警，提醒顧客進(jìn)行維護(hù)。第17頁第18頁Raid卡-5805/5405第19頁Raid卡9261-8i第20頁SAS卡9211-8i第21頁Raid實(shí)現(xiàn)方式按照Raid實(shí)現(xiàn)方式來分，能夠分為三種，

軟件Raid軟件+硬件Raid硬件Raid

第22頁軟件Raid

（1）實(shí)現(xiàn)方式基本磁盤動態(tài)磁盤分區(qū)條帶化構(gòu)建磁盤陣列（2）特點(diǎn)通過度區(qū)條帶化來實(shí)現(xiàn)磁盤陣列需要做磁盤轉(zhuǎn)換，由基本磁盤到動態(tài)磁盤整個(gè)陣列是基于操作系統(tǒng)，亦即系統(tǒng)分區(qū)不參與實(shí)現(xiàn)陣列。RAID配備信息存在系統(tǒng)信息中，一旦系統(tǒng)瓦解，RAID信息也會丟失，所有數(shù)據(jù)都將OVER。無需額外成本付出，完全是基于軟件RAID。

→→→第23頁軟件+硬件RAID這種RAID實(shí)現(xiàn)方式主要是指HostRAID，即一般所說軟RAID。（1）實(shí)現(xiàn)方式利用板載RAID控制器或外插RAID卡方式來提供簡單RAID功能，主要實(shí)現(xiàn)方式有下列幾個(gè)： 板載SAS/SATA控制器：3g1068e，6g速率2023，主要支持RAID0,1,10,1E，根據(jù)fw不一樣還分為IR、IMR、SR等不一樣Raid模式 板載1068E+iButton：能夠?qū)崿F(xiàn)軟RAID5 外插卡方式：例如Inspur2023等低端RAID卡，支持軟RAID5

（2）特點(diǎn)由于這種RAID沒有獨(dú)立IOP，因此需要額外占用CPU和內(nèi)存資源。所提供RAID功能單一，只支持RAID0、RAID1、RAID10(Adaptec)、RAID1E(LSI)、RAID5(1068+iButton或外插卡)與純軟件RAID相比，有較強(qiáng)容錯(cuò)能力。初始投資較小，適合于中低級服務(wù)器。第24頁硬件RAID（1）實(shí)現(xiàn)方式1.IOP內(nèi)存2.IOP+IOCRAID卡，例如：92663.板載IOP+板載IOC+內(nèi)存ROMB(RAIDonMotherBoard)

｝→零通道RAID卡+板載SAS控制器→→第25頁(2)特點(diǎn)(1）帶有所有RAID功能所需硬件，只要主板有PCIE插槽支持，無需另外任何資源就能夠提供RAID功能。支持所有常用RAID級別(0、1、5、6、10、50、60)(2)RAID功能和運(yùn)算完成所有通過卡上本地內(nèi)部總線進(jìn)行通道介紹

1.零通道RAID介紹（1）充足利用板載SCSI控制器，減少整體成本（2）與HostRAID相比，支持所有常用RAID級別，功能愈加全面，減少CPU和內(nèi)存利用率，能夠愈加好發(fā)揮系統(tǒng)性能。（3）由于內(nèi)部數(shù)據(jù)處理需要通過PCI-X總線進(jìn)行傳輸，因此一般情況下性能比單/雙通道差。（4）由于零通道RAID卡沒有一種統(tǒng)一規(guī)則，因此各廠家零通道RAID卡只支持自己生產(chǎn)SCSI控制器，不利于后來升級維護(hù)。第26頁2.單/雙通道RAID卡介紹（1）單/雙通道RAID卡上帶有所有RAID功能所需硬件，只要主板有PCI插槽支持，無需另外任何資源就能夠提供RAID功能。支持所有常用RAID級別(0、1、5、6、10、50、60)（2）RAID功能和運(yùn)算完成所有通過卡上本地內(nèi)部總線進(jìn)行，速度比通過PCI-X總線零通道RAID卡快。3.ROMB特點(diǎn)

與單/雙通道RAID卡相比，減少了成本，而性能卻相稱。第27頁2023/10/10Inspurgroup（一）Raid卡和SAS卡介紹（二）Raid卡廠商和產(chǎn)品介紹（三）Raid卡構(gòu)造和種類（四）幾個(gè)常見Raid級別（五）Raid卡性能設(shè)置（六）LSIRoadmap第28頁四、幾個(gè)常見Raid級別

RAID幾個(gè)常見陣列

（1）RAID0（條帶）（2）RAID1（鏡像）（3）RAID3（奇偶位條帶）（4）RAID5(分布式奇偶校驗(yàn)條帶陣列)（5）RAID6（分布式奇偶位雙校驗(yàn)條帶陣列）（6）RAID10(雙鏡像分布條帶)（7）RAID50(雙分布式奇偶位陣列條帶)

第29頁RAID0：條帶卷將多種磁盤合并成一種大磁盤，不具有冗余，并行I/O，速度最快。RAID0亦稱為帶區(qū)集。它是將多種磁盤并列起來，成為一種大硬盤。在寄存數(shù)據(jù)時(shí)，其將數(shù)據(jù)按磁盤個(gè)數(shù)來進(jìn)行分段，然后同步將這些數(shù)據(jù)寫進(jìn)這些盤中。因此，在所有級別中，RAID0速度是最快。不過RAID0沒有冗余功能，假如一種磁盤（物理）損壞，則所有數(shù)據(jù)都無法使用。

第30頁RAID1:鏡象卷兩組相同磁盤系統(tǒng)互作鏡像，速度沒有提升，不過允許單個(gè)磁盤犯錯(cuò)，可靠性最高。其原理為在主硬盤上寄存數(shù)據(jù)同步也在鏡像硬盤上寫同樣數(shù)據(jù)。當(dāng)主硬盤(物理)損壞時(shí)，鏡像硬盤則替代主硬盤工作。由于有鏡像硬盤做數(shù)據(jù)備份，因此RAID1數(shù)據(jù)安全性在所有RAID級別上來說是最佳。不過其磁盤利用率卻只有50%，是所有RAID上磁盤利用率最低一種級別。第31頁RAID5也被叫做帶分布式奇偶位條帶。是一種存放性能、數(shù)據(jù)安全和存放成本兼顧存放處理方案。RAID5最少需要三顆硬盤，RAID5不對存放數(shù)據(jù)進(jìn)行備份，而是把數(shù)據(jù)和相對應(yīng)奇偶校驗(yàn)信息存放到組成RAID5各個(gè)磁盤上，當(dāng)RAID5一種磁盤數(shù)據(jù)發(fā)生損壞后，利用剩下數(shù)據(jù)和對應(yīng)奇偶校驗(yàn)信息去恢復(fù)被損壞數(shù)據(jù)。RAID5能夠理解為是RAID0和RAID1折衷方案。RAID5能夠?yàn)橄到y(tǒng)提供數(shù)據(jù)安全保障，但保障程度要比鏡像低而磁盤空間利用率要比鏡像高。RAID5具有和RAID0相近似數(shù)據(jù)讀取速度，只是多了一種奇偶校驗(yàn)信息，寫入數(shù)據(jù)速度相稱慢，若使用“回寫快取”能夠讓效能改善不少。同步由于多種數(shù)據(jù)對應(yīng)一種奇偶校驗(yàn)信息，RAID5磁盤空間利用率要比RAID1高，存放成本相對較便宜。第32頁Raid6：（分布式奇偶位雙校驗(yàn)條帶陣列）與RAID5相比，RAID6增加了第二個(gè)獨(dú)立奇偶校驗(yàn)信息塊。兩個(gè)獨(dú)立奇偶系統(tǒng)使用不一樣算法，數(shù)據(jù)可靠性非常高，雖然兩塊磁盤同步失效也不會影響數(shù)據(jù)使用。但RAID6需要分派給奇偶校驗(yàn)信息更大磁盤空間，相對于RAID5有更大“寫損失”，因此“寫性能”非常差。較差性能和復(fù)雜實(shí)作方式使得RAID6很少得到實(shí)際應(yīng)用。同一陣列中最多允許兩個(gè)磁盤損壞。更換新磁盤后，資料將會重新算出并寫入新磁盤中。根據(jù)設(shè)計(jì)理論，RAID6必須具有四個(gè)以上磁盤才能生效。第33頁Raid10和Raid01Raid10首先將數(shù)據(jù)在磁盤之間進(jìn)行鏡像處理，然后再將鏡像之后數(shù)據(jù)進(jìn)行條帶化分布。條帶化帶來好處就是大大提升了性能，而鏡像則能夠提供冗余性。Raid10既具有Raid1簡單性和冗余性，又具有條帶化高性能。RAID0+1則是跟RAID1+0程序相反，Raid01則是先將數(shù)據(jù)條帶化分布到多種磁盤之上，然后再將多種條帶化之后數(shù)據(jù)集進(jìn)行鏡像處理。條帶化帶來好處就是大大提升了性能，而鏡像則能夠提供冗余性。Raid10既具有Raid1簡單性和冗余性，又具有條帶化高性能。而將兩組硬盤各自視為RAID0運(yùn)作。RAID0+1比起RAID1+0有著更加快讀寫速度，不過也多了某些會讓整個(gè)硬盤組停頓運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)率；由于只要同一組硬盤所有損毀，RAID0+1就會停頓運(yùn)作，而RAID1+0則能夠在犧牲RAID0優(yōu)勢下正常運(yùn)作。第34頁RAID50它具有RAID5和RAID0共同特性。它由兩組RAID5磁盤組成（每組最少3個(gè)），每一組都使用了分布式奇偶位，而兩組硬盤再組建成RAID0，試驗(yàn)跨磁盤抽取數(shù)據(jù)。RAID50提供可靠數(shù)據(jù)存放和優(yōu)秀整體性能，并支持更大卷尺寸。雖然兩個(gè)物理磁盤發(fā)生故障（每個(gè)陣列中一種），數(shù)據(jù)也能夠順利恢復(fù)過來。

RAID50最少需要6個(gè)驅(qū)動器，它最適合需要高可靠性存放、高讀取速度、高數(shù)據(jù)傳輸性能應(yīng)用。這些應(yīng)用包括事務(wù)處理和有許多顧客存取小文獻(xiàn)辦公應(yīng)用程序。第35頁2023/10/10InspurgroupRaid卡介紹（一）Raid卡和SAS卡介紹（二）Raid卡廠商和產(chǎn)品介紹（三）Raid卡構(gòu)造和種類（四）幾個(gè)常見Raid級別（五）Raid卡性能設(shè)置（六）LSIRoadmap第36頁五、RAID性能設(shè)置影響RAID卡性能原因很多，其中可調(diào)原因