1、SAS和Raid卡介紹,2020/7/28,Inspur group,Raid卡簡介,（一）Raid卡和SAS卡介紹 （二）Raid卡廠商和產(chǎn)品介紹 （三）Raid卡結構和種類 （四）幾種常見Raid級別 （五）Raid卡的性能設置 （六）LSI Roadmap,一、什么是Raid卡,RAID是英文Redundant Array of Independent Disks的縮寫，翻譯成中文即為獨立磁盤冗余陣列，或簡稱磁盤陣列。 RAID卡就是用來實現(xiàn)RAID功能的板卡，通常是由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構成的。不同的RAID卡支持的RAID功能不同。支持RAlD0、

2、RAID1、RAID3、RAID4、RAID5、RAID10不等。,Raid卡9261-8i,Raid卡8708EM2,RAID技術的主要特點 RAID技術主要有以下兩個特點： （1）提高數(shù)據(jù)訪問速度 硬盤數(shù)據(jù)條帶化 多硬盤同時讀取 （2）數(shù)據(jù)冗余保護 硬盤鏡像 奇偶校驗,減少硬盤的機械尋道時間,提高數(shù)據(jù)存取速度,數(shù)據(jù)冗余保護,SAS控制器介紹,SAS（Serial Attached SCSI）即串行SCSI技術，是一種新型的磁盤連接技術。它綜合了現(xiàn)有并行SCSI和串行連接技術（光纖通道、SSA、IEEE1394及InfiniBand等）的優(yōu)勢，以串行通訊為協(xié)議基礎架構，采用SCSI-3擴展指

3、令集并兼容SATA設備，是多層次的存儲設備連接協(xié)議棧。而SAS磁盤就是采用該接口技術的磁盤，按照業(yè)界預測，SAS磁盤將很快取代目前的SCSI磁盤而成為主流磁盤類型。,SAS的特點,1、更好的性能： 點到點的技術減少了地址沖突以及菊花鏈連結的減速； 為每個設備提供了專用的信號通路來保證最大的帶寬； 全雙工方式下的數(shù)據(jù)操作保證最有效的數(shù)據(jù)吞吐量； 2、簡便的線纜連結： 更細的電纜搭配更小的連接器；SAS的電纜結構節(jié)省了空間，從而提高了使用SAS硬盤服務器的散熱、通風能力。 3、更好的擴展性： SAS是通用接口，支持SAS和S-ATA，S-ATA使用SAS控制器的信號子集，因此SAS控制器支持S-A

4、TA硬盤。最多可以連接16384個磁盤設備,SAS的優(yōu)勢,靈活性，可以兼容SATA，為用戶節(jié)省投資 擴展性，一個SAS域最多可以直連16384個設備 性能卓越，點對點的架構使性能隨端口數(shù)量增加而提高 串行SCSI是點到點的結構，可以建立磁盤到控制器的直接連接 更合理的電纜設計，在高密度環(huán)境中提供更有效的散熱 更細的電纜搭配更小的連接器,2020/7/28,Inspur group,（一）Raid卡和SAS卡介紹 （二）Raid卡廠商和產(chǎn)品介紹 （三）Raid卡結構和種類 （四）幾種常見Raid級別 （五）Raid卡的性能設置 （六）LSI Roadmap,Adaptec產(chǎn)品 推出的SAS RA

5、ID產(chǎn)品主要以產(chǎn)品型號的大小來定位產(chǎn)品，以起始段為準標號越高則定為也就越高。目前Adaptec主要有十幾款SAS RAID產(chǎn)品。如Adaptec RAID 52445、Adaptec RAID 5405、Adaptec RAID 5085、Adaptec RAID 2405、Adaptec RAID 2045、SAS-3160531205308538053405等。其中2系列(如2405)為入門級，專為提供頂級經(jīng)濟有效型解決方案而設計，其中5805屬中高端產(chǎn)品，52445為首款超高端口數(shù)量控制卡，其靈活性之強可完全按商業(yè)需求個性配置 Adaptec 5805 這款5805控制卡是Adaptec

6、在08年三月份引入的5系SAS/SATA Raid卡，Adaptec 5805裝備了IOP 348處理器，主頻是1.2GHz Dual Core RAID on Chip (ROC), 接口也全面使用了PCI-E x8來增加帶寬, 達到每秒超過250,000的IO和1.2GB/s的傳輸速度，同時提供RAID0、1、1E、5、5EE、6、10、50、60、JBOD和回寫熱備(Copyback Hot Spare)等眾多RAID功能。,二、Raid卡廠商介紹,Raid卡廠商,LSI成立于1981年, 是市場上頂級的存儲和網(wǎng)絡產(chǎn)品供應商，提供領先的存儲和網(wǎng)絡電子產(chǎn)品技術。目前，LSI已經(jīng)能提供從控制

7、芯片、RAID、擴展器、硬盤控制器到存儲系統(tǒng)等，幾乎所有的SAS生態(tài)環(huán)境構成元素，并在SCSI商業(yè)協(xié)會和ANSI T10委員會中持有關鍵席位，對SAS標準的推動，自始至終起著巨大的積極作用。 在SAS控制器芯片市場上，LSI占據(jù)了領導性地位，提供了從芯片到HBA卡到RAID卡最為豐富的SAS解決方案，同時也是唯一一家擁有完善6Gb/s SAS產(chǎn)品線的RAID卡廠商。 此外，2009年，LSI還收購了另外一家以RAID控制器產(chǎn)品見長的廠商3Ware，使LSI的SAS RAID控制器產(chǎn)品空前豐富,3Ware的產(chǎn)品如9690等仍然可以通過LSI得到很好的支持。,產(chǎn)品線 LSI是有能力提供單芯片SAS

8、 RAID解決方案的廠商之一，包括3款產(chǎn)品SAS1078 ROC、SAS2008 ROC、SAS2108 ROC。SAS1078 ROC主要針對3Gb/s SAS市場，SAS2008和SAS2108則都針對6Gb/s SAS市場，其中SAS2108是更為主流的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，也開發(fā)出了自己的6G raid卡產(chǎn)品線。 LSI SAS 8708ELP是LSI的第二代SAS/SATA RAID產(chǎn)品，專門針對入門級服務器和小型辦公室環(huán)境提供低成本然而功能強大的內(nèi)部RAID解決方案。MegaRA

9、ID SAS 8708ELP適配器采用LSISAS1078芯片，強大的I/O存儲引擎，可透明執(zhí)行所有的數(shù)據(jù)保護、數(shù)據(jù)檢驗和恢復任務。半高PCI適配器提供在兩個SFF8087迷你多線連接器上的八個內(nèi)部3Gb/s串行SCSI端口，256MB DDR II寫緩存和PCI Express主機接口。8708ELP同時支持SAS擴展器和SATA本地命令隊列，RAID 0，1，5，6可擴展到10，50，60等陣列功能。,Raid卡廠商,目前正在普及中的LSI新一代6Gb/s SAS MegaRAID 9266/9285系列控制卡使用的LSI SAS2208 RoC芯片為800MHz的雙核Power PC，而

10、上一代產(chǎn)品則是單核Power PC 440。 阿里測試的D9和D10使用的是9266-8i，使用LSISAS2208 雙核芯片上 RAID (ROC)，每個端口高達 6Gb/s，PCI-E 3.0兼容 x8 信道 PCI Express 2.0，1 GB 1333MHz DDRIII SDRAM緩存，RAID 級別 0、1、5 、6 10、50、60，,在阿里測試的S8和S9使用的SAS卡是9217-8i，使用LSISAS2308 6Gb/s SAS 控制器，8 個內(nèi)部的6Gb/s SATA +SAS 端口，8 通道的PCI Express 3.0 的高寬帶應用提供更快的速度，高性能的6Gb/

11、s 數(shù)據(jù)傳輸速率，集成 RAID 0, 1, 1E and 10，支持高達256 個SAS 或 SATA 終端設備。,LSI SAS主流產(chǎn)品,LSI RAID卡產(chǎn)品線,2020/7/28,Inspur group,Raid卡簡介,（一）Raid卡和SAS卡介紹 （二）Raid卡廠商和產(chǎn)品介紹 （三）Raid卡結構和種類 （四）幾種常見Raid級別 （五）Raid卡的性能設置 （六）LSI Roadmap,三、Raid卡結構,普通Raid卡主要有以下幾部分組成 IO Processor，IO處理器，提供RAID數(shù)據(jù)校驗計算、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

12、儲設備。 主機總線接口，目前主流為PCI-E2.0，有PCI-E x8類型接口,總線速率4.8GB/s Battery Backup Unit，電池備份模塊，提供意外掉電下的數(shù)據(jù)保護。 Cache Memory，緩存/內(nèi)存，提供數(shù)據(jù)從IOP到硬盤之間的緩沖，提高整體性能，目前主流為：255M、512M和1024M，形式上以板載內(nèi)存顆粒為主。 Flash ROM，用來存放Firmware和BIOS NVRAM，用于保存RAID設置信息 蜂鳴器，在RAID陣列出現(xiàn)意外掉盤等情況下提供聲音報警，提醒用戶進行維護。,Raid卡-5805/5405,Raid卡9261-8i,SAS卡9211-8i,Ra

13、id的實現(xiàn)方式,按照Raid的實現(xiàn)方式來分，可以分為三種， 軟件Raid 軟件+硬件Raid 硬件Raid,軟件Raid （1）實現(xiàn)方式 基本磁盤動態(tài)磁盤分區(qū)條帶化構建磁盤陣列 （2）特點 通過分區(qū)條帶化來實現(xiàn)磁盤陣列 需要做磁盤轉換，由基本磁盤到動態(tài)磁盤 整個陣列是基于操作系統(tǒng)的，亦即系統(tǒng)分區(qū)不參與實現(xiàn)陣列。RAID配置信息存在系統(tǒng)信息中，一旦系統(tǒng)崩潰，RAID信息也會丟失，所有數(shù)據(jù)都將OVER。 無需額外的成本付出，完全是基于軟件的RAID。,軟件+硬件RAID 這種RAID實現(xiàn)方式主要是指Host RAID，即通常所說的軟RAID。 （1）實現(xiàn)方式 利用板載RAID控制器或外插RAID卡

14、的方式來提供簡單的RAID功能，主要實現(xiàn)方式有以下幾種： 板載SAS/SATA控制器：3g的1068e，6g速率2008，主要支持RAID0,1,10,1E，根據(jù)fw的不同還分為IR、IMR、SR等不同的Raid模式 板載1068E+iButton：可以實現(xiàn)軟RAID5 外插卡方式：例如Inspur2008等低端的RAID卡，支持軟RAID5 （2）特點 由于這種RAID沒有獨立的IOP，因此需要額外占用CPU和內(nèi)存資源。 所提供的RAID功能單一，只支持RAID 0、RAID 1、RAID 10(Adaptec)、RAID 1E(LSI)、RAID5(1068+iButton或外插卡) 與純

15、軟件RAID相比，有較強的容錯能力。 初始投資較小，適合于中低檔服務器。,硬件RAID （1）實現(xiàn)方式 1. IOP 內(nèi)存 2.IOP+IOC RAID卡，例如：9266 3.板載IOP+板載IOC+內(nèi)存ROMB(RAID on MotherBoard),零通道RAID卡+板載SAS控制器,(2)特點 (1）帶有全部RAID功能所需的硬件，只要主板有PCIE插槽支持，無需另外任何資源就可以提供RAID功能。支持全部常用RAID級別(0、1、5、6、10、50、60) (2)RAID功能和運算完成全部通過卡上的本地內(nèi)部總線進行 通道介紹 1.零通道RAID介紹 （1）充分利用板載的SCSI控制器

16、，降低整體成本 （2）與Host RAID相比，支持全部常用RAID級別，功能更加全面，減少CPU和內(nèi)存的利用率，可以更好的發(fā)揮系統(tǒng)性能。 （3）由于內(nèi)部的數(shù)據(jù)處理需要通過PCI-X總線進行傳輸，因此一般情況下性能比單/雙通道的差。 （4）由于零通道RAID卡沒有一個統(tǒng)一的規(guī)則，因此各廠家的零通道RAID卡只支持自己生產(chǎn)的SCSI控制器，不利于日后的升級維護。,2.單/雙通道RAID卡介紹 （1）單/雙通道RAID卡上帶有全部RAID功能所需的硬件，只要主板有PCI插槽支持，無需另外任何資源就可以提供RAID功能。支持全部常用RAID級別(0、1、5、6、10、50、60) （2）RAID功能

17、和運算完成全部通過卡上的本地內(nèi)部總線進行，速度比通過PCI-X總線的零通道RAID卡快。 3.ROMB特點 與單/雙通道RAID卡相比，降低了成本，而性能卻相當。,2020/7/28,Inspur group,（一）Raid卡和SAS卡介紹 （二）Raid卡廠商和產(chǎn)品介紹 （三）Raid卡結構和種類 （四）幾種常見Raid級別 （五）Raid卡的性能設置 （六）LSI Roadmap,四、幾種常見Raid級別,RAID的幾種常見陣列 （1）RAID 0（條帶） （2）RAID 1（鏡像） （3）RAID 3（奇偶位條帶） （4）RAID 5 (分布式奇偶校驗條帶陣列) （5）RAID 6（分布

18、式奇偶位雙校驗條帶陣列） （6）RAID 10 (雙鏡像分布條帶) （7）RAID 50 (雙分布式奇偶位陣列條帶),RAID0：條帶卷 將多個的磁盤合并成一個大的磁盤，不具有冗余，并行I/O，速度最快。RAID0亦稱為帶區(qū)集。它是將多個磁盤并列起來，成為一個大硬盤。在存放數(shù)據(jù)時，其將數(shù)據(jù)按磁盤的個數(shù)來進行分段，然后同時將這些數(shù)據(jù)寫進這些盤中。 所以，在所有的級別中，RAID0的速度是最快的。但是RAID0沒有冗余功能的，如果一個磁盤（物理）損壞，則所有的數(shù)據(jù)都無法使用。,RAID 1:鏡象卷 兩組相同的磁盤系統(tǒng)互作鏡像，速度沒有提高，但是允許單個磁盤出錯，可靠性最高。其原理為在主硬盤上存放數(shù)

19、據(jù)的同時也在鏡像硬盤上寫一樣的數(shù)據(jù)。當主硬盤(物理)損壞時，鏡像硬盤則代替主硬盤的工作。因為有鏡像硬盤做數(shù)據(jù)備份，所以RAID 1的數(shù)據(jù)安全性在所有的RAID級別上來說是最好的。但是其磁盤的利用率卻只有50%，是所有RAID上磁盤利用率最低的一個級別。,RAID 5 也被叫做帶分布式奇偶位的條帶。 是一種存儲性能、數(shù)據(jù)安全和存儲成本兼顧的存儲解決方案。RAID 5 至少需要三顆硬盤， RAID 5不對存儲的數(shù)據(jù)進行備份，而是把數(shù)據(jù)和相對應的奇偶校驗信息存儲到組成RAID5的各個磁盤上，當RAID5的一個磁盤數(shù)據(jù)發(fā)生損壞后，利用剩下的數(shù)據(jù)和相應的奇偶校驗信息去恢復被損壞的數(shù)據(jù)。 RAID 5可以

20、理解為是RAID 0和RAID 1的折衷方案。RAID 5可以為系統(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。RAID 5具有和RAID 0相近似的數(shù)據(jù)讀取速度，只是多了一個奇偶校驗信息，寫入數(shù)據(jù)的速度相當?shù)穆?，若使用“回寫快取”可以讓效能改善不少。同時由于多個數(shù)據(jù)對應一個奇偶校驗信息，RAID 5的磁盤空間利用率要比RAID 1高，存儲成本相對較便宜。,Raid6：（分布式奇偶位雙校驗條帶陣列） 與RAID 5相比，RAID 6增加了第二個獨立的奇偶校驗信息塊。兩個獨立的奇偶系統(tǒng)使用不同的算法，數(shù)據(jù)的可靠性非常高，即使兩塊磁盤同時失效也不會影響數(shù)據(jù)的使用。但RAID

21、6需要分配給奇偶校驗信息更大的磁盤空間，相對于RAID 5有更大的“寫損失”，因此“寫性能”非常差。較差的性能和復雜的實作方式使得RAID 6很少得到實際應用。 同一陣列中最多容許兩個磁盤損壞。更換新磁盤后，資料將會重新算出并寫入新的磁盤中。依照設計理論，RAID 6必須具備四個以上的磁盤才能生效。,Raid10和Raid01 Raid10首先將數(shù)據(jù)在磁盤之間進行鏡像處理，然后再將鏡像之后的數(shù)據(jù)進行條帶化分布。條帶化帶來的好處就是大大提高了性能，而鏡像則可以提供冗余性。Raid10既具有Raid1的簡單性和冗余性，又具有條帶化的高性能。 RAID 0+1則是跟RAID 1+0的程序相反，Rai

22、d01則是先將數(shù)據(jù)條帶化分布到多個磁盤之上，然后再將多個條帶化之后的數(shù)據(jù)集進行鏡像處理。條帶化帶來的好處就是大大提高了性能，而鏡像則可以提供冗余性。Raid10既具有Raid1的簡單性和冗余性，又具有條帶化的高性能。而將兩組硬盤各自視為RAID 0運作。RAID 0+1比起RAID 1+0有著更快的讀寫速度，不過也多了一些會讓整個硬盤組停止運轉的機率；因為只要同一組的硬盤全部損毀，RAID 0+1就會停止運作，而RAID 1+0則可以在犧牲RAID 0的優(yōu)勢下正常運作。,RAID50 它具有RAID 5和RAID 0的共同特性。它由兩組RAID 5磁盤組成（每組最少3個），每一組都使用了分布式奇偶位，而兩組硬盤再組建成RAID 0，實驗跨磁盤抽取數(shù)據(jù)。RAID 50提供可靠的數(shù)據(jù)存儲和優(yōu)秀的整體性能，并支持更大的卷尺寸。即使兩個物理磁盤發(fā)生故障（每個陣列中一個），數(shù)據(jù)也可以順利恢復過來。 RAID 50最少需要6個驅動器，它最適合需要高可靠性存儲、高讀取速度、高數(shù)據(jù)傳輸性能的應用。這些應用包括事務處理和有許多用戶存取小文件的辦公應用程序。,2020/7/28,Inspur group,Raid卡簡介,（一）Raid卡和SAS卡介紹 （二）Raid卡廠商和產(chǎn)品介紹 （三）Raid卡結構和種類 （四）幾種常見R