什么是RAID2.0+？随着各行业数字化进程的推进，数据逐渐成为企业单位的运营核心，而企业级存储是一个复杂的系统，数量最多且最脆弱的组件就是硬盘。在传统RAID技术环境中，存储系统一般会有多个RAID组，每个RAID组中包含多块硬盘。由于每个RAID组的业务繁忙程度不同，导致硬盘的工作负载不均衡，热点盘的故障率会增高。甚至可能会出现多个硬盘故障，造成存储系统性能下降、业务中断。传统RAID组的重构，应用系统整体性能下降，漫长重构时间、数据丢失风险剧增。在传统RAID技术环境中，硬盘发生故障后，系统会启动热备盘，根据RAID策略进行数据重构。当更换故障硬盘后，需要将热备盘中的数据拷贝到新的硬盘中；此过程需要较长的时间，导致坏盘数据恢复速度慢。以7.2KRPM4TB硬盘为例，在传统的RAID5（8D+1P）中，其重构时间在40个小时左右，可靠性风险很大。在这种大背景下，华为公司在传统RAID技术的基础上创新开发出了RAID2.0+的新技术，它可以克服传统RAID的缺点，使存储系统实现：负载均衡、性能提升、以及快速的数据恢复。??数据在存储池中硬盘上的自动均衡分布，避免了硬盘的冷热不均，从而降低了存储系统整体的故障率。??数据在存储池中硬盘上的自动均衡分布，更多的硬盘参与了读写请求，从而大大提高系统整体的读写速度。??在硬盘出现故障的情况，存储池内所有来源硬盘参与重构，从而实现快速重构，RAID2.0+的重构速度是传统RAID的20倍！你需要了解的RAID2.0+主要概念：???硬盘域：由存储阵列中多个硬盘组成，硬盘可选择SSD（高性能层）、SAS（性能层）或者NL-SAS（容量层）中的一种或者多种。???Chunk（CK）：硬盘空间会被划分成若干小块的物理空间；CK的大小为64M。???存储池：由来自一种或者多种存储介质上的多个CKG组成。???ChunkGoup（CKG）：在存储池中，CK按照RAID策略组合成CKG。???Extent：存储池空间会被切分一定大小的逻辑空间--Extent；Extent是存储池中申请空间、释放空间和迁移数据的最小单位。Extent大小为512K~64M，默认值4M。???LUN：由存储池中的多个Extent组成，LUN可以由不同存储介质中的Extent组成，因而可以调动多个硬盘同时读写数据，响应速度快、效率高，也就是实现性能提升。RAID2.0+的实现原理如下图所示。
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华为存储RAID2.0技术细节
&&华为存储RAID2.0技术详细介绍,非常珍贵的资料。
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RAID 2.0为增强型RAID技术，有效解决了机械硬盘容量越来越大，重构一块机械硬盘所需时间越来越长，传统RAID组重构窗口越来越大而导致重构期间又故障一块硬盘而彻底丢失数据风险的问题。
RAID 2.0+在RAID 2.0的基础上提供了更细粒度的资源颗粒，形成存储资源的标准分配及回收单位，类似计算虚拟化中的虚拟机。这些容量单位一致的虚拟块构成了一个统一的存储资源池，所有应用、中间件、虚拟机、操作系统所需的资源可以在这个资源池中按需分配及回收。 对于一个存储系统而言，其可靠性的最重要标志就是其RAID重构时间，时间越短，重构完成前再次坏盘的概率越低。
早期存储系统大多使用FC盘且容量仅为几十个G，因此重构时间较短，重构中再次坏盘的概率低。但随着近年来硬盘容量的快速增长，硬盘读写速度受磁盘转速等多方面影响增长缓慢，已无法满足系统对重构时间的要求。以一块2TB 7.2K rpm盘为例，重构时平均写入速度为30M/s左右，完成重构时间长达18个小时，因此重构过程中出现新的坏盘概率到大大增加，数据丢失的风险也大大增加。传统RAID技术已无法满足在系统中使用现代大容量硬盘的要求。
在过去的几年里，许多存储领域的创新型初创公司如HUAWEI、3PAR等公司已经将磁盘阵列从基于磁盘的RAID发展成更为灵活的RAID 2.0及RAID 2.0+技术，不但整合了数据保护和跨磁盘规划数据分布的功能，而且充分满足虚拟机环境下对存储的应用需求。
传统存储的底层硬盘管理
在基于外部控制器的硬盘存储系统（External Controller-Based disk storage system）中，RAID（Redundant Array of Independent Disks）是最基础的部分，RAID把多个硬盘组合成为一个逻辑扇区，因此，操作系统只会把它当作一个硬盘，其基本原理是把相同的数据存储在多个硬盘的不同地方。RAID技术主要包含RAID 0～RAID 60等数个规范，在实际应用中使用较多的是RAID 1，RAID 5，RAID 6，RAID10，RAID 50，RAID 60 …
RAID的两大特点：
1、提高传输速率：通过在多个硬盘上同时存储和读取数据来大幅提高存储系统的数据吞吐量（Throughput）。在RAID中，可以让很多硬盘同时传输数据，所以使用RAID可以达到单个硬盘几倍、几十倍的速率。
2、通过数据校验提供容错：硬盘本身无法提供容错（不包括写在硬盘上的CRC循环冗余校验码），RAID容错是建立在每个硬盘的硬件容错功能之上，提供更高的安全性。在很多RAID模式中都有较为完备的相互校验/恢复的措施，甚至是直接相互的镜像备份，从而大大提高了容错度和冗余性。
在目前大多存储系统中，RAID都是以物理硬盘为单元，故其基础保障机制如图1所示：
：RAID基础保障机制
RAID重构过程中数据没有可靠性保障，如果在重构完成前出现坏盘就将造成数据丢失，不可恢复；所以对于一个存储系统而言，其可靠性的最重要标志就是其RAID重构时间越小越好。
图2：硬盘容量与性能增长的不匹配
RAID重构时间＝数据量÷硬盘读写速度，在以物理硬盘为单元的RAID保护模式下，其重构数据量等于硬盘容量，然而硬盘容量与读写能力的不匹配增长，导致采用以物理硬盘单元为RAID的传统方式效率低下可靠性越来越差。
传统硬盘重构的瓶颈主要在目标盘（热备盘），因为，所有成员盘将所有数据读出后全部写入到目标盘，目标盘写带宽就成了整个重构速度的关键，以一块2TB 7.2K rpm盘为例，重构时平均写入速度为30M/s左右，完成重构时间长达18个小时。
传统存储的上层资源管理
在实际使用存储系统时，通常会将硬盘固定的划分为若干个RAID，再分别将每个RAID的空间固定的切分为1个或N个小段映射给主机操作系统使用。
图3：传统RAID下的资源管理示意图
1、配置规划复杂：在做存储系统规划时，要求管理员不仅需要准确的计算出当前每一个单元业务的容量、性能需求，还需要能准确评估每个单元业务未来发展的容量、性能要求；否则要么设计不足不能满足需求，要么过度设计导致资源浪费。同时在存储系统的具体配置过程中，需要管理员通过复杂的操作过程完成一步步的配置。
2、配置调整困难：因为所有的分配过程都是固定的，如果因为各种未预测到的变化需要调整原分配，那么只能通过手动配置删除和重新分配，以及复杂的数据迁入迁出来实现。
华为存储RAID 2.0+概述
华为存储RAID 2.0+变传统固定管理模式为：一层“深淘滩”、一层“低作堰”的两层虚拟化管理模式
1、对于系统内部物理硬盘，按介质的性能不同，组成三类存储池；对于通过其它方式接入系统的，则作为外部存储池
2、将系统内部每个硬盘空间切分成64MB大写逻辑块（Chunk）
3、将来自不同硬盘上的按RAID组成逻辑块组（CKG）
4、将逻辑块组（CKG）切分成512KB~64MB，默认4MB（大小可配置）的更细粒度逻辑块（Extent）
5、按需将1-N个更细粒度逻辑块（Extent）组成卷（Volume）/文件（File）
：RAID 2.0+逻辑结构
“深淘滩”底层硬盘管理（Virtual for Disk）――快速RAID重构
先将每个物理硬盘虚拟化为若干个64MB大小的逻辑块（Chunk），再以多个硬盘的逻辑块（Chunk）按一定的算法关系构建RAID。
当一个逻辑块故障时，重构的仅是一个逻辑块（Chunk）大小的数据，1-3秒即可完成重构。
当一个物理硬盘故障时，重构的仅是多个有实际数据的逻辑块（Chunk），同时更多的目标硬盘参加重构。
图5：RAID 2.0+下的重构
如图6所示，
损坏，造成CKG0和CKG1的数据损坏，实际有数据的14和16两个Chunk损坏，将随机选择Pool中的空闲Chunk进行重构（如图6中的黄色方块），随机选择的Chunk将保证尽量分布在不同的硬盘上。
图6：RAID 2.0+重构示意图A
如图7所示，随机选择硬盘6的61号Chunk和硬盘8的81号Chunk，数据将从其他成员盘重构到这两个Chunk。
7： RAID 2.0+重构示意图B
而经过RAID 2.0+的Virtual for Disk后将有两个方面的提升：
1、减少重构的总数据量，按Chunk重构，只对有数据的Chunk重构。
2、增加重构块目标盘数，如上例子就是两块目标盘，需要重构的Chunk数量增加，目标盘数量也增加，目标盘最大可以达到整个Pool的成员盘个数，提供重构数据的写入速度。
华为存储RAID 2.0+之Virtual for Disk每TB重构小于30分钟完成（传统RAID下每TB重构需要9小时），重构时间缩短，将大大降低双盘失效的概率。
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