可以在SSD上组建传统RAID吗?

本网站用的阿里云ECS,推荐大家用。自己搞个学习研究也不错
当被问及“在SSD上能否建传统RAID”这个问题的时候,大家的第一反应应该是“可以建,但是需要Trim命令的支持”。在网上也可以看到很多人拿SSD来建RAID,但基本上都会配置成RAID0或者RAID1。很少有人会去建RAID5,这是为什么呢?

答案很简单,在SSD基础上如果配置类似于RAID5这样的Parity-RAID,那么SSD的整体性能不能很好的发挥出来,更为重要的是Parity-RAID会影响SSD的寿命。一句话,Traditional RAID kills SSD。所以,传统RAID不能直接配置到SSD上,不仅仅是因为Trim命令的支持问题。

在分析传统RAIDSSD上的问题之前,首先看一下RAID能够给SSD整体带来什么价值?Tom’s HardwareSSD的基础上配置了一个RAID0,并且对比了RAID0和单块SSD的性能。从下图可以看出,当两块SSD被配置成RAID0之后,无论是顺序读或者写,性能基本上可以做到翻倍。所以,配置成RAID0之后,可以提升系统的整体吞吐量。RAID0模式下的顺序读写性能对比如下所示:

 

wKioL1OpFkLBgv_9AAEOA-7MusU520.jpg

 

第二个比较关心的是随机读写能力。SSD的一大优势在于随机读写能力强,具有很高的IOPS,因此当配置成RAID之后,是否可以将IOPS的能力翻倍呢?答案是不一定的,当队列深度很小的时候,RAID0模式下的随机读写能力和单盘的性能没有差距。当队列深度为1时,RAID0模式下的随机读写性能对比如下:

 

wKiom1OpFpShu0GuAAEvgkwKA50413.jpg

 

只有当队列深度达到一定程度之后,RAID0的随机读写能力才能有所提升。当queue_depth达到64时,随机读写性能如下所示,基本上可以达到单盘性能的两倍:

 

wKioL1OpFouwlrF4AAEw-pxIiF4409.jpg

 

第三个比较关心的问题是延迟。在数据库等应用中,特别在意IO延迟指标。组建RAID之后是否能够降低延迟指标呢?从原理上来讲,RAID只能延长IO延迟,并不能降低IO延迟。Tom’s Hardware的测试结果如下所示:

 

wKiom1OpFt2hf9flAAEsHmlFQN0014.jpg

 

从上图可以看出,引入RAID0之后,延迟时间增加了。所以,总体来讲,RAID可以提升系统的整体吞吐量;在Queue Depth很大的情况下,提升系统的随机IO能力;对延迟没有改善,只能增加延迟;如果配置成Parity-RAID的方式,还可以提升数据的可靠性。

Debian软RAID安装笔记 – 使用mdadm安装RAID1 http://www.linuxidc.com/Linux/2013-06/86487.htm

常用RAID技术介绍以及示例演示(多图) http://www.linuxidc.com/Linux/2013-03/81481.htm

Linux实现最常用的磁盘阵列– RAID5 http://www.linuxidc.com/Linux/2013-01/77880.htm

RAID0+1和RAID5的性能测试结果 http://www.linuxidc.com/Linux/2012-07/65567.htm

在很多应用中,需要很强的IO吞吐量、IOPS、数据可靠性以及大容量,那么此时就需要RAID来支持了。但是,前面提到传统Parity-RAIDSSD介质上不能很好的工作,只能加速SSD的磨损。传统RAID主要存在的问题如下:

1、RAIDpartial-stripe写问题。在RAID5之类的Parity-RAID中,一旦发生Partial-stripe写,那么首先需要将条带中没有被更新的数据读出来,然后和新写入的数据进行合并,最后计算校验值,将新更新的数据和校验值一同写入磁盘。整个Partial-stripe写的过程就是一次“读修改写”。从性能的角度来看,partial-stripe写过程严重影响了性能,增加了IO延迟。更为重要的是partial-stripe写会频繁的更新parity��据。由于SSD采用的是out-of-place的数据更新方式,所以这种频繁parity数据更新会导致SSD写放大系数增大,影响SSD的使用寿命。

2、数据重构问题。传统RAID的数据重构是针对盘的。也就是说当RAID中一块盘出现故障时,RAID会将该盘从RAID组中剔除,并且找一个空闲Spare盘进行数据重构。盘级数据重构会从头至尾对SSD进行数据重构,即Spare SSD会被从头至尾写一遍。在SSD中采用FTL进行page/block映射,如果SSD中的所有page页都被耗尽,那么SSD会被迫启动Garbage Collection,使得SSD性能达到最差。

3、数据同步问题。该问题和数据重构问题类似。

4、SSD盘同时发生故障问题。Parity-RAID将条带中的数据均匀分布到所有磁盘上,使得所有磁盘上的IO均等。对于SSD盘而言,其寿命基本是相同的。因此,在RAID这种使用模式下,SSD在短时间内同时发生故障的概率是很高的。

SSD盘和磁盘相比,底层技术是完全不同的。传统RAID不能很好的配合SSD盘,使得整体性能和SSD使用寿命都会受到严重影响。因此,在SSD上建RAID不是件那么容易的事情。

未经允许不得转载:演道网 » 可以在SSD上组建传统RAID吗?

赞 (0)
分享到:更多 ()

评论 0

评论前必须登录!

登陆 注册