RAID 6

“P”是一个奇偶校验位,使用XOR校验算法生成和“Q”是使用里德所罗门纠错码生成算法计算

RAID DP(其中P代表一个奇偶盘和DP表示的双奇偶校验盘)

RAID 6的受欢迎程度远不及RAID 5，到本世纪初甚至已少有人知。原因并不复杂：RAID 6采用双重校验，在一个RAID组中需要“浪费”两台硬盘驱动器的容量来保存校验数据，写入数据的速度亦因此而受到更大的影响。既然所消耗的磁盘空间超过 RAID 5，并有明显的性能下降，RAID 6遭到冷遇也就不足为奇了。

直到上世纪90年代末，RAID 5还是SCSI/FC硬盘的领地，它们的可靠性很高，一个RAID组内同时坏掉两台硬盘驱动器的几率不大。另一方面，为了保证性能，有些大型数据仓库（OLTP类应用）甚至舍RAID 5而RAID 1。在这种情况下，效率和性能都有所不及的RAID 6自然难觅出头的机会。

2001年之后，SATA RAID的异军突起给RAID 6带来了“咸鱼翻生”的契机。SATA硬盘驱动器的容量动辄几百GB（现在已达1TB），速度又相对较慢，完全访问一遍至少要几个小时，加之可靠性没有 SCSI/FC硬盘驱动器那么高，坏掉一台硬盘驱动器的RAID组在重建过程中，“幸存者”们再有个三长两短的可能性要大很多。正所谓“祸兮福所倚”，RAID 6由此获得了再战江湖的主要推动力。

人们对“双保险”的需求使RAID 6重获关注，但并非每种能够容忍两台硬盘驱动器（同时）离线的技术都属于RAID 6。不过，由于RAID 6的“名头”过于响亮，引得惠普（HP）的RAID 5 ADG和NetApp的RAID-DP等技术都来搭顺风车，客观上也壮大了RAID 6的声势。

ADG是Advanced Data Guarding的简写，即“高级数据保护”，其历史可以追溯到康柏（Compaq）时代。RAID 5 ADG与RAID 5一样将校验数据分散在所有的硬盘驱动器上，只是多了一重校验，并需要增加一块硬盘驱动器来保证同样的有效存储空间，因而从血统上来说，RAID 5 ADG符合RAID 6的传统定义。当初RAID 6的知名度还不高，用“ADG”的称呼对市场宣传比较有利，现在改成“RAID 6 (ADG)”的写法也无可厚非。

RAID-DP是在RAID 4的基础上发展而来，继承了后者的独立校验盘设计，区别在于校验盘增加了一个，形成Double-Parity，明明白白地告诉大家是“双重校验”。从这个意义上来说，RAID-DP不能算RAID 6，然而两者所用的算法却有一定的渊源。

很多种算法都可以实现RAID 6，其中就有一种在横向和斜向两个方向上进行XOR（异或）运算的Dual-XOR算法，横向当然是与RAID 5一样了，区别在于斜向，所以也被称为“对角线算法”。它的校验数据生成过程相对简单，但在两台硬盘驱动器掉线的时候，只能支持逐个数据块的恢复，而且不同条带之间还要一起参与计算（斜向嘛）。这种做法在分布式校验的环境中很是麻烦，却很适合独立校验的口味，于是成为了RAID-DP的基础。

真正被广为接受的还是基于P Q的RAID 6算法。这个P么，就是RAID 5的那个P（Parity），也即同一条带中全部原始数据（当然不包括Q）的XOR运算结果。至于多出来的Q，则是同一条带中其他数据（包括P）进行伽罗华域（Galois Field，简称GF，有限域）乘法运算的结果。

P Q算法的优势在于恢复数据相对简单。在一台硬盘驱动器掉线时，丢掉原始数据或P内容的条带，与RAID 5一样利用XOR恢复数据；丢掉Q域的条带，利用GF变换的逆运算恢复数据。而如果有两台硬盘驱动器掉线，就需要同时使用XOR和GF变换来恢复数据了。

然而，无论采用哪种算法，RAID 6都比RAID 5需要更多的计算资源。如果I/O处理器（IOP）没有对此进行专门的优化，性能下降显然是不可避免的。

RAID-DP 提供以下显著优势：

最大程度地提高数据保护。如果采用 NetApp RAID-DP，双磁盘故障带来数据丢失的可能性是 RAID 5 配置的数百分之一。尽管 RAID 1 0 能够提供优于 RAID 5 的数据保护，但是在发生双镜像磁盘故障时，仍然存在数据丢失的风险。RAID-DP 可以提供 100% 的双磁盘故障保护，成本仅为 RAID 1 0 的一半。

成本最低。RAID 5 实施通常会将 RAID 组大小限制在 3 1 或 5 1 内(表示成本开销在 17% 到 25% 之间)。而 RAID 1 0 要求的组大小为 1 1(50%的开销)。相比之下，NetApp 支持的 RAID 组大小可达 28 (26 2) 个磁盘，而只需 7% 的容量开销。

卓越的性能。如前所述，与之竞争的其他奇偶校验技术可能会明显降低写入性能，并且可能最适合“主读”型的应用程序。相较于单奇偶校验 RAID，作为 NetApp 默认选项的 NetApp RAID-DP 带来的性能损失几乎为零，并且适用于所有工作负载。

无软件许可费用。RAID-DP 功能是所有 NetApp 系统中的标准功能。您无需花费额外成本即可使用该功能，节省的成本可用于添加奇偶校验磁盘，而使用更大的 RAID 组可抵消这笔开支。

如何在 Netapp Data ONTAP 中实施 RAID-DP

与 NVRAM 和 WAFL 紧密集成

在 Data ONTAP 中实施 RAID-DP 与 NetApp NVRAM 和 NetApp WAFL?(任意位置写入文件布局)紧密相关。这是通过 RAID-DP 获得优于其他 RAID 6 实施的卓越性能的关键所在。

因为写入内存的速度远远快于写入磁盘，所以存储系统供应商通常使用电池后备、非易失性 RAM (NVRAM) 来缓存写入并提高写入性能。NetApp 在其所有存储系统中都提供 NVRAM，但是 NetApp Data ONTAP 操作环境使用 NVRAM 的方式明显不同于典型的存储阵列。

NVRAM 用作 Data ONTAP 自上个一致点接收的写入请求的日志。每隔几秒钟，Data ONTAP 就会创建一个称为一致点的特殊 Snapshot? 副本，即磁盘上文件系统的完全一致映像。因为 Data ONTAP 绝不会覆盖现有磁盘块，所以即使在向磁盘写入新块时，一致点也会保持不变。凭借此方法，当发生故障时，Data ONTAP 只需恢复到最近的一致点，然后回放来自 NVRAM 的写入请求的日志。

相对于传统的存储阵列，这是 NVRAM 一个非常不同的使用方式，即在磁盘驱动程序层缓存写入请求，这样可带来以下几项优势：减少所需的 NVRAM 数量、缩短对编写程序的响应时间并支持优化写入磁盘。

 

RAID-DP原理技术详解

导读：Intel的Dual-XOR理论意义大于实际意义，但其改良的版本RAID-DP却已经被NetApp产品化。NetApp之所以喜欢这个类似Dual-XOR的RAID-DP算法，原因也很简单。

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