RAID卡培训专业知识讲座

SAS和Raid卡介绍第1页2023/10/10InspurgroupRaid卡介绍（一）Raid卡和SAS卡介绍（二）Raid卡厂商和产品介绍（三）Raid卡构造和种类（四）几个常见Raid级别（五）Raid卡性能设置（六）LSIRoadmap第2页一、什么是Raid卡RAID是英文RedundantArrayofIndependentDisks缩写，翻译成汉字即为独立磁盘冗余阵列，或简称磁盘阵列。

RAID卡就是用来实现RAID功能板卡，一般是由I/O处理器、硬盘控制器、硬盘连接器和缓存等一系列零组件组成。不一样RAID卡支持RAID功能不一样。支持RAlD0、RAID1、RAID3、RAID4、RAID5、RAID10不等。Raid卡9261-8iRaid卡8708EM2第3页RAID技术主要特点

RAID技术主要有下列两个特点：（1）提升数据访问速度硬盘数据条带化多硬盘同步读取（2）数据冗余保护硬盘镜像奇偶校验

｝→减少硬盘机械寻道时间→提升数据存取速度｝→

数据冗余保护第4页SAS控制器介绍SAS（SerialAttachedSCSI）即串行SCSI技术，是一种新型磁盘连接技术。它综合了现有并行SCSI和串行连接技术（光纤通道、SSA、IEEE1394及InfiniBand等）优势，以串行通讯为协议基础架构，采取SCSI-3扩展指令集并兼容SATA设备，是多层次存放设备连接协议栈。而SAS磁盘就是采取该接口技术磁盘，按照业界预测，SAS磁盘将很快取代目前SCSI磁盘而成为主流磁盘类型。第5页SAS特点1、更加好性能：点到点技术减少了地址冲突以及菊花链连结减速；为每个设备提供了专用信号通路来确保最大带宽；全双工方式下数据操作确保最有效数据吞吐量；2、简便线缆连结：更细电缆搭配更小连接器；SAS电缆构造节省了空间，从而提升了使用SAS硬盘服务器散热、通风能力。3、更加好扩展性：SAS是通用接口，支持SAS和S-ATA，S-ATA使用SAS控制器信号子集，因此SAS控制器支持S-ATA硬盘。最多能够连接16384个磁盘设备第6页SAS优势灵活性，能够兼容SATA，为顾客节省投资扩展性，一种SAS域最多能够直连16384个设备性能卓越，点对点架构使性能随端口数量增加而提升串行SCSI是点到点构造，能够建立磁盘到控制器直接连接更合理电缆设计，在高密度环境中提供更有效散热更细电缆搭配更小连接器第7页2023/10/10Inspurgroup（一）Raid卡和SAS卡介绍（二）Raid卡厂商和产品介绍（三）Raid卡构造和种类（四）几个常见Raid级别（五）Raid卡性能设置（六）LSIRoadmap第8页Adaptec产品推出SASRAID产品主要以产品型号大小来定位产品，以起始段为准标号越高则定为也就越高。目前Adaptec主要有十几款SASRAID产品。如AdaptecRAID52445、AdaptecRAID5405、AdaptecRAID5085、AdaptecRAID2405、AdaptecRAID2045、SAS-31605\31205\3085\3805\3405等。其中2系列(如2405)为入门级，专为提供顶级经济有效型处理方案而设计，其中5805属中高端产品，52445为首款超高端口数量控制卡，其灵活性之强可完全按商业需求个性配备Adaptec5805这款5805控制卡是Adaptec在23年三月份引入5系SAS/SATARaid卡，Adaptec5805装备了IOP348处理器，主频是1.2GHzDualCoreRAIDonChip(ROC),接口也全面使用了PCI-Ex8来增加带宽,达成每秒超出250,000IO和1.2GB/s传输速度，同步提供RAID0、1、1E、5、5EE、6、10、50、60、JBOD和回写热备(CopybackHotSpare)等众多RAID功能。

二、Raid卡厂商介绍第9页Raid卡厂商LSI成立于1981年,是市场上顶级存放和网络产品供应商，提供领先存放和网络电子产品技术。目前，LSI已经能提供从控制芯片、RAID、扩展器、硬盘控制器到存放系统等，几乎所有SAS生态环境组成元素，并在SCSI商业协会和ANSIT10委员会中持有关键席位，对SAS标准推进，自始至终起着巨大积极作用。在SAS控制器芯片市场上，LSI占据了领导性地位，提供了从芯片到HBA卡到RAID卡最为丰富SAS处理方案，同步也是唯一一家拥有完善6Gb/sSAS产品线RAID卡厂商。另外，2023年，LSI还收购了另外一家以RAID控制器产品见长厂商3Ware，使LSISASRAID控制器产品空前丰富,3Ware产品如9690等仍然能够通过LSI得到较好支持。第10页产品线LSI是有能力提供单芯片SASRAID处理方案厂商之一，包括3款产品SAS1078ROC、SAS2023ROC、SAS2108ROC。SAS1078ROC主要针对3Gb/sSAS市场，SAS2023和SAS2108则都针对6Gb/sSAS市场，其中SAS2108是更为主流6Gb/sSASRAID芯片，配备上相比SAS2023也更高端某些,目前浪潮使用LSISAS2108、SAS2023，也开发出了自己6Graid卡产品线。LSISAS8708ELP是LSI第二代SAS/SATARAID产品，专门针对入门级服务器和小型办公室环境提供低成本然而功能强大内部RAID处理方案。MegaRAIDSAS8708ELP适配器采取LSISAS1078芯片，强大I/O存放引擎，可透明执行所有数据保护、数据检查和恢复任务。半高PCI适配器提供在两个SFF8087迷你多线连接器上八个内部3Gb/s串行SCSI端口，256MBDDRII写缓存和PCIExpress主机接口。8708ELP同步支持SAS扩展器和SATA本地命令队列，RAID0，1，5，6可扩展到10，50，60等阵列功能。Raid卡厂商第11页目前正在普及中LSI新一代6Gb/sSASMegaRAID9266/9285系列控制卡使用LSISAS2208RoC芯片为800MHz双核PowerPC，而上一代产品则是单核PowerPC440。阿里测试D9和D10使用是9266-8i，使用LSISAS2208双核芯片上RAID(ROC)，每个端口高达6Gb/s，PCI-E3.0兼容x8信道PCIExpress2.0，1GB1333MHzDDRIIISDRAM缓存，RAID级别0、1、5、610、50、60，第12页在阿里测试S8和S9使用SAS卡是9217-8i，使用LSISAS23086Gb/sSAS控制器，8个内部6Gb/sSATA+SAS端口，8通道PCIExpress3.0高宽带应用提供更加快速度，高性能6Gb/s数据传输速率，集成RAID0,1,1Eand10，支持高达256个SAS或SATA终端设备。第13页LSISAS主流产品第14页LSIRAID卡产品线第15页2023/10/10InspurgroupRaid卡介绍（一）Raid卡和SAS卡介绍（二）Raid卡厂商和产品介绍（三）Raid卡构造和种类（四）几个常见Raid级别（五）Raid卡性能设置（六）LSIRoadmap第16页三、Raid卡构造一般Raid卡主要有下列几部分组成IOProcessor，IO处理器，提供RAID数据校验计算、输入输出处理等功能。IOC，IO控制器，提供总线通道，用来连接硬盘、存放设备。主机总线接口，目前主流为PCI-E2.0，有PCI-Ex8类型接口,总线速率4.8GB/sBatteryBackupUnit，电池备份模块，提供意外掉电下数据保护。CacheMemory，缓存/内存，提供数据从IOP到硬盘之间缓冲，提升整体性能，目前主流为：255M、512M和1024M，形式上以板载内存颗粒为主。FlashROM，用来寄存Firmware和BIOSNVRAM，用于保存RAID设置信息蜂鸣器，在RAID阵列出现意外掉盘等情况下提供声音报警，提醒顾客进行维护。第17页第18页Raid卡-5805/5405第19页Raid卡9261-8i第20页SAS卡9211-8i第21页Raid实现方式按照Raid实现方式来分，能够分为三种，

软件Raid软件+硬件Raid硬件Raid

第22页软件Raid

（1）实现方式基本磁盘动态磁盘分区条带化构建磁盘阵列（2）特点通过度区条带化来实现磁盘阵列需要做磁盘转换，由基本磁盘到动态磁盘整个阵列是基于操作系统，亦即系统分区不参与实现阵列。RAID配备信息存在系统信息中，一旦系统瓦解，RAID信息也会丢失，所有数据都将OVER。无需额外成本付出，完全是基于软件RAID。

→→→第23页软件+硬件RAID这种RAID实现方式主要是指HostRAID，即一般所说软RAID。（1）实现方式利用板载RAID控制器或外插RAID卡方式来提供简单RAID功能，主要实现方式有下列几个： 板载SAS/SATA控制器：3g1068e，6g速率2023，主要支持RAID0,1,10,1E，根据fw不一样还分为IR、IMR、SR等不一样Raid模式 板载1068E+iButton：能够实现软RAID5 外插卡方式：例如Inspur2023等低端RAID卡，支持软RAID5

（2）特点由于这种RAID没有独立IOP，因此需要额外占用CPU和内存资源。所提供RAID功能单一，只支持RAID0、RAID1、RAID10(Adaptec)、RAID1E(LSI)、RAID5(1068+iButton或外插卡)与纯软件RAID相比，有较强容错能力。初始投资较小，适合于中低级服务器。第24页硬件RAID（1）实现方式1.IOP内存2.IOP+IOCRAID卡，例如：92663.板载IOP+板载IOC+内存ROMB(RAIDonMotherBoard)

｝→零通道RAID卡+板载SAS控制器→→第25页(2)特点(1）带有所有RAID功能所需硬件，只要主板有PCIE插槽支持，无需另外任何资源就能够提供RAID功能。支持所有常用RAID级别(0、1、5、6、10、50、60)(2)RAID功能和运算完成所有通过卡上本地内部总线进行通道介绍

1.零通道RAID介绍（1）充足利用板载SCSI控制器，减少整体成本（2）与HostRAID相比，支持所有常用RAID级别，功能愈加全面，减少CPU和内存利用率，能够愈加好发挥系统性能。（3）由于内部数据处理需要通过PCI-X总线进行传输，因此一般情况下性能比单/双通道差。（4）由于零通道RAID卡没有一种统一规则，因此各厂家零通道RAID卡只支持自己生产SCSI控制器，不利于后来升级维护。第26页2.单/双通道RAID卡介绍（1）单/双通道RAID卡上带有所有RAID功能所需硬件，只要主板有PCI插槽支持，无需另外任何资源就能够提供RAID功能。支持所有常用RAID级别(0、1、5、6、10、50、60)（2）RAID功能和运算完成所有通过卡上本地内部总线进行，速度比通过PCI-X总线零通道RAID卡快。3.ROMB特点

与单/双通道RAID卡相比，减少了成本，而性能却相称。第27页2023/10/10Inspurgroup（一）Raid卡和SAS卡介绍（二）Raid卡厂商和产品介绍（三）Raid卡构造和种类（四）几个常见Raid级别（五）Raid卡性能设置（六）LSIRoadmap第28页四、几个常见Raid级别

RAID几个常见阵列

（1）RAID0（条带）（2）RAID1（镜像）（3）RAID3（奇偶位条带）（4）RAID5(分布式奇偶校验条带阵列)（5）RAID6（分布式奇偶位双校验条带阵列）（6）RAID10(双镜像分布条带)（7）RAID50(双分布式奇偶位阵列条带)

第29页RAID0：条带卷将多种磁盘合并成一种大磁盘，不具有冗余，并行I/O，速度最快。RAID0亦称为带区集。它是将多种磁盘并列起来，成为一种大硬盘。在寄存数据时，其将数据按磁盘个数来进行分段，然后同步将这些数据写进这些盘中。因此，在所有级别中，RAID0速度是最快。不过RAID0没有冗余功能，假如一种磁盘（物理）损坏，则所有数据都无法使用。

第30页RAID1:镜象卷两组相同磁盘系统互作镜像，速度没有提升，不过允许单个磁盘犯错，可靠性最高。其原理为在主硬盘上寄存数据同步也在镜像硬盘上写同样数据。当主硬盘(物理)损坏时，镜像硬盘则替代主硬盘工作。由于有镜像硬盘做数据备份，因此RAID1数据安全性在所有RAID级别上来说是最佳。不过其磁盘利用率却只有50%，是所有RAID上磁盘利用率最低一种级别。第31页RAID5也被叫做带分布式奇偶位条带。是一种存放性能、数据安全和存放成本兼顾存放处理方案。RAID5最少需要三颗硬盘，RAID5不对存放数据进行备份，而是把数据和相对应奇偶校验信息存放到组成RAID5各个磁盘上，当RAID5一种磁盘数据发生损坏后，利用剩下数据和对应奇偶校验信息去恢复被损坏数据。RAID5能够理解为是RAID0和RAID1折衷方案。RAID5能够为系统提供数据安全保障，但保障程度要比镜像低而磁盘空间利用率要比镜像高。RAID5具有和RAID0相近似数据读取速度，只是多了一种奇偶校验信息，写入数据速度相称慢，若使用“回写快取”能够让效能改善不少。同步由于多种数据对应一种奇偶校验信息，RAID5磁盘空间利用率要比RAID1高，存放成本相对较便宜。第32页Raid6：（分布式奇偶位双校验条带阵列）与RAID5相比，RAID6增加了第二个独立奇偶校验信息块。两个独立奇偶系统使用不一样算法，数据可靠性非常高，虽然两块磁盘同步失效也不会影响数据使用。但RAID6需要分派给奇偶校验信息更大磁盘空间，相对于RAID5有更大“写损失”，因此“写性能”非常差。较差性能和复杂实作方式使得RAID6很少得到实际应用。同一阵列中最多允许两个磁盘损坏。更换新磁盘后，资料将会重新算出并写入新磁盘中。根据设计理论，RAID6必须具有四个以上磁盘才能生效。第33页Raid10和Raid01Raid10首先将数据在磁盘之间进行镜像处理，然后再将镜像之后数据进行条带化分布。条带化带来好处就是大大提升了性能，而镜像则能够提供冗余性。Raid10既具有Raid1简单性和冗余性，又具有条带化高性能。RAID0+1则是跟RAID1+0程序相反，Raid01则是先将数据条带化分布到多种磁盘之上，然后再将多种条带化之后数据集进行镜像处理。条带化带来好处就是大大提升了性能，而镜像则能够提供冗余性。Raid10既具有Raid1简单性和冗余性，又具有条带化高性能。而将两组硬盘各自视为RAID0运作。RAID0+1比起RAID1+0有着更加快读写速度，不过也多了某些会让整个硬盘组停顿运转机率；由于只要同一组硬盘所有损毁，RAID0+1就会停顿运作，而RAID1+0则能够在牺牲RAID0优势下正常运作。第34页RAID50它具有RAID5和RAID0共同特性。它由两组RAID5磁盘组成（每组最少3个），每一组都使用了分布式奇偶位，而两组硬盘再组建成RAID0，试验跨磁盘抽取数据。RAID50提供可靠数据存放和优秀整体性能，并支持更大卷尺寸。虽然两个物理磁盘发生故障（每个阵列中一种），数据也能够顺利恢复过来。

RAID50最少需要6个驱动器，它最适合需要高可靠性存放、高读取速度、高数据传输性能应用。这些应用包括事务处理和有许多顾客存取小文献办公应用程序。第35页2023/10/10InspurgroupRaid卡介绍（一）Raid卡和SAS卡介绍（二）Raid卡厂商和产品介绍（三）Raid卡构造和种类（四）几个常见Raid级别（五）Raid卡性能设置（六）LSIRoadmap第36页五、RAID性能设置影响RAID卡性能原因很多，其中可调原因