DOSTOR存儲(chǔ)在線11月2日國(guó)際報(bào)道：調(diào)節(jié)RAID(獨(dú)立磁盤冗余陣列)并不困難，你不需要專業(yè)服務(wù)也可以進(jìn)行。

圍繞高速緩存和高速緩存使用率有許多參數(shù)，一些是明顯可以調(diào)節(jié)的針對(duì)RAID LUN(邏輯單元號(hào))的參數(shù)。這篇文章不是講述如何調(diào)整特定的RAID控制器，如果是那樣，你將需要花點(diǎn)時(shí)間來(lái)閱讀文檔，但是通過這篇文章，你可以在整體系統(tǒng)的I/O背景下考慮參數(shù)。每家廠商都有自己的命名和概念體系。由于沒有標(biāo)準(zhǔn)的定義，我會(huì)選擇我自己的定義標(biāo)準(zhǔn)，你可以把它套用到一些特定廠商上。在調(diào)整RAID的時(shí)候你需要考慮的領(lǐng)域是：LUN創(chuàng)建和RAID水平，高速緩存調(diào)節(jié)和設(shè)置。

我們已經(jīng)有許多文章來(lái)討論如何判斷該使用什么樣的RAID水平，因此我們這里將討論如何調(diào)整RAID參數(shù)。如果你準(zhǔn)備通過設(shè)置RAID來(lái)優(yōu)化你的系統(tǒng)，無(wú)論要設(shè)置的是個(gè)人電腦上的RAID控制器卡還是高端關(guān)鍵任務(wù)型企業(yè)級(jí)RAID陣列，通過這篇文章，你都可以很好的理解需要考慮哪些事情。

我們一開始先考慮你所擁有的RAID控制器的類型。如今，RAID控制器可以分成三類：

1. 企業(yè)級(jí)主動(dòng)/主動(dòng)型：這種類型的控制器允許你從任意主機(jī)寫入到任意LUN，同時(shí)對(duì)性能沒有影響。這些控制器通常有龐大的鏡像后的高速緩存(通常超過32GB)，而控制器設(shè)計(jì)成可以熱插拔任意組件。這種控制器的連接目前主要是在光纖通道上，以后很快就會(huì)變成FCoE(以太網(wǎng)光纖通道)。

2. 中端主動(dòng)/被動(dòng)型：這種類型的控制器對(duì)每個(gè)LUN有兩面，一面是主動(dòng)，也是主存儲(chǔ)路徑，一面是被動(dòng)，用于故障復(fù)原。你通常可以將LUN在主存儲(chǔ)和故障復(fù)原之間進(jìn)行分割，甚至分割你的系統(tǒng)。高速緩存可以在控制器中進(jìn)行鏡像化操作，但是這些控制器不像企業(yè)級(jí)控制器那樣富有彈性。這類控制器的連接方式目前主要是光纖通道，以后很快會(huì)變成FCoE。

3. RAID控制器卡：這些是可以插入到PCIe的卡，通過SAS或SATA連接方式連接到驅(qū)動(dòng)器。這些卡沒有像中端或企業(yè)級(jí)控制器那樣強(qiáng)大的處理器，而且他們也不支持那么多的驅(qū)動(dòng)器。你不能故障復(fù)原到另一個(gè)控制器，而且你的系統(tǒng)只能在PCIe插槽和控制器卡上做文章。

許多RAID廠商只考慮他們自己的設(shè)備和存儲(chǔ)。他們某種程度上認(rèn)為存儲(chǔ)只是按順序從主機(jī)進(jìn)行分配，同時(shí)存儲(chǔ)只是按順序分配的裸設(shè)備。盡管這種觀點(diǎn)已經(jīng)有了某些改變，我仍然有時(shí)聽到一些奇怪的廠商言論說用戶只是使用裸設(shè)備，同時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)和文件一次性寫入系統(tǒng)。其實(shí)，基于塊的文件系統(tǒng)并不是按順序分配數(shù)據(jù)。

RAID高速緩存調(diào)節(jié)和設(shè)置

RAID高速緩存調(diào)節(jié)可以分成三個(gè)方面：

·調(diào)節(jié)高速緩存，無(wú)論是先讀取的還是后寫入的;

·調(diào)節(jié)高速緩存塊大小;

·調(diào)節(jié)高速緩存鏡像(對(duì)中端控制器很重要);

先讀取和后寫入：你可能認(rèn)為先讀取和后寫入是一樣的，但是它們實(shí)際上很不同。

如果是先讀取方式——通過在磁盤上讀取順序塊，在請(qǐng)求前先讀取數(shù)據(jù)——它假設(shè)的是數(shù)據(jù)將被順序讀取，而且是分配在順序的塊地址上。RAID控制器不知道文件系統(tǒng)或數(shù)據(jù)的拓?fù)浠蚋窬?，它們知道的就是順序的塊地址，因此控制器I/O請(qǐng)求是針對(duì)順序的塊地址的。如果你的文件系統(tǒng)分配小于你的RAID條帶大小，同時(shí)如果同一時(shí)間兩個(gè)以上的文件被寫入，那么文件可能在這些RAID條帶內(nèi)分割。

例如，如果文件系統(tǒng)分配是64KB，而RAID 5 8+1條帶是512KB，同時(shí)多個(gè)文件正在被寫入，那么大多數(shù)RAID控制器做的就是讀取你所請(qǐng)求的數(shù)據(jù)，在這種情況下是64KB，也許還有64KB，而如果你再次順序讀取，經(jīng)常會(huì)是整個(gè)條帶。另一方面，如果你只是讀取一個(gè)64KB的塊，而剩下的條帶有來(lái)自其他文件的數(shù)據(jù)，那么先讀取這種方式只會(huì)給性能帶來(lái)不利影響。你要將RAID條帶和文件系統(tǒng)分配進(jìn)行匹配，同時(shí)要知曉有多少個(gè)文件正在被同時(shí)寫入，這樣你才能很好的理解先讀取對(duì)你的系統(tǒng)所可能帶來(lái)的影響。知道這一點(diǎn)可以讓你理解一些在RAID上進(jìn)行先讀取調(diào)整的方法。

后寫入——將塊讀取到高速緩存以便寫入——如果被寫入的數(shù)據(jù)符合RAID的條帶值，那么后寫入這種方式有很大的好處，因?yàn)樗跀?shù)據(jù)到達(dá)高速緩存的時(shí)候就可以讓寫入者確認(rèn)寫入。這里的關(guān)鍵是數(shù)據(jù)必須匹配RAID條帶。如果不匹配，那么RAID控制器必須進(jìn)行讀取修正寫入(讀取進(jìn)入條帶，根據(jù)新數(shù)據(jù)進(jìn)行修正，然后再寫入條帶)，這種操作會(huì)帶來(lái)更大的系統(tǒng)開銷和延遲性。這種情況下RAID高速緩存的作用是隱藏?cái)?shù)據(jù)寫入到磁盤的延遲性并在數(shù)據(jù)到達(dá)高速緩存的時(shí)候就馬上顯示寫入。針對(duì)后寫入的調(diào)節(jié)經(jīng)常涉及到需要為寫入分配多少高速緩存空間，以及可以被讀取或?qū)懭氲淖钚「咚倬彺鎵K大小。

調(diào)節(jié)RAID高速緩存塊大小

高速緩存塊大小是數(shù)據(jù)可以被讀取到高速緩存的最小大小。例如，磁盤上的RAID分配是32KB，那么你可能認(rèn)為磁盤上的所有I/O都是32KB，但如果高速緩存塊大小是4KB，那么讀取和寫入磁盤的最小大小就是4KB，只有磁盤上的八分之一大小。如果你的文件系統(tǒng)分配和寫入請(qǐng)求比較大，那么小的高速緩存塊大小可能會(huì)降低RAID的性能，因?yàn)槲宜吹降腞AID在碰到小的塊的時(shí)候都會(huì)變得比較慢——RAID沒有足夠的CPU資源來(lái)管理所有的塊。隨著下一代RAID擁有更強(qiáng)勁的CPU，這種情況可能會(huì)慢慢消失，不過，如果數(shù)據(jù)和單個(gè)磁盤內(nèi)的RAID分配不匹配的話，設(shè)置小的高速緩存塊還是必要的。

如果你寫入小的請(qǐng)求而讀取大的請(qǐng)求，而且文件系統(tǒng)分配和RAID條帶一樣大，那么在多個(gè)寫入進(jìn)行順序分配的時(shí)候文件系統(tǒng)或許不會(huì)那么碎片化，同時(shí)先讀取這種方式可能比較好。另外，如果寫入比讀取大的話，先讀取也是有用的，因?yàn)樗械腞AID控制器可以按順序看到小的讀取。因此，在調(diào)整寫入的時(shí)候，你需要理解讀取請(qǐng)求相對(duì)于寫入請(qǐng)求的大小，并決定有多少文件被同時(shí)寫入。如果答案是每次進(jìn)行一個(gè)寫入，那么除非文件系統(tǒng)碎片化，數(shù)據(jù)很可能是順序分配的，這種情況下先讀取可能帶來(lái)很大的好處。另一方面，如果有多個(gè)文件被寫入，同時(shí)寫入大小和文件系統(tǒng)分配小于條帶大小，那么先讀取的價(jià)值就比較小，甚至沒有用?？偠灾喝绻鄠€(gè)文件同時(shí)寫入，只有在寫入大小和文件分配等于或大于RAID條帶大小的情況下先讀取這種方式才有用。

調(diào)節(jié)針對(duì)鏡像的高速緩存

許多中端RAID控制器都有高速緩存鏡像功能，在企業(yè)級(jí)控制器中，所有的寫入都被鏡像?？刂破鳙@取I/O請(qǐng)求后將請(qǐng)求寫入到另一半高速緩存以防備正在寫入的控制器的部分發(fā)生故障。如果數(shù)據(jù)和全條帶匹配，一些廠商有技術(shù)有辦法越過寫入高速緩存鏡像要求，不過，在使用寫入高速緩存鏡像的通用環(huán)境下，每個(gè)寫入請(qǐng)求都被寫入到高速緩存，然后在I/O請(qǐng)求得到確認(rèn)之前寫入到另一個(gè)高速緩存。寫入高速緩存鏡像因此通常會(huì)拖累性能，因?yàn)閷懭氲搅硪粋€(gè)高速緩存會(huì)帶來(lái)延遲性和帶寬要求，同時(shí)每個(gè)高速緩存必須作為另一個(gè)高速緩存的鏡像，因此你的可用的高速緩存空間因鏡像而減少一半。

如果讀取和寫入高速緩存有可調(diào)節(jié)的參數(shù)，那么你可以根據(jù)工作負(fù)荷和可靠性要求調(diào)節(jié)這些參數(shù)。我經(jīng)常聽到的問題是用戶應(yīng)不應(yīng)該使用寫入高速緩存鏡像。答案取決于你需要多高的數(shù)據(jù)可靠性。比如說你寫入一個(gè)文件，將數(shù)據(jù)寫入到?jīng)]有進(jìn)行寫入高速緩存鏡像的系統(tǒng)。同時(shí)，控制器的整個(gè)后端(從高速緩存到磁盤)發(fā)生故障。這時(shí)候，你的應(yīng)用程序被告知寫入已成功，但是數(shù)據(jù)實(shí)際上沒有到達(dá)磁盤。顯然，這種情況的發(fā)生概率很小，但是仍然是有可能的，我曾經(jīng)見到過這種情況。如果再給同一個(gè)文件進(jìn)行另一次寫入，你可能會(huì)看到I/O錯(cuò)誤，因?yàn)镽AID控制器在認(rèn)識(shí)到不能從高速緩存寫入到磁盤的時(shí)候會(huì)顯示錯(cuò)誤，或者RAID控制器會(huì)故障復(fù)原，寫入看起來(lái)仍然正常進(jìn)行和完成，但是文件實(shí)際上沒有獲得寫入，而應(yīng)用程序不知道這一點(diǎn)。文件沒有寫入不是好事，這也就是為什么許多系統(tǒng)默認(rèn)采用寫入高速緩存鏡像的原因。對(duì)寫入高速緩存鏡像的調(diào)節(jié)涉及決定為寫入節(jié)省多少高速緩存空間，同時(shí)你必須啟用寫入高速緩存鏡像。不管無(wú)記載數(shù)據(jù)損壞的概率有多低，你絕對(duì)不希望碰上這種情況。如果控制器故障，你幾乎不可能再找到壞數(shù)據(jù)或缺少的數(shù)據(jù)。

RAID控制器調(diào)節(jié)其實(shí)沒那么難，只要你了解一點(diǎn)有關(guān)應(yīng)用程序和RAID之間互動(dòng)的知識(shí)。如果多個(gè)文件同時(shí)被寫入而且文件系統(tǒng)分配比較小，先讀取方式經(jīng)常沒那么有用。這種糟糕情況的最明顯例子就是Windows上的NTFS。對(duì)于文件系統(tǒng)分配比較大的文件系統(tǒng)，如果它們分配大小等于或大于RAID條帶大小，那么先讀取方式能帶來(lái)很大的好處。