三、技术篇
由于SCSI具有CPU占用率低,多任务并发操作效率高,连接设备多,连接距离长等优点,对于大多数的服务器应用,建议采用SCSI硬盘,并采用最新的Ultra320 SCSI控制器;对于低端的小型服务器应用,可以采用最新的SATA硬盘和控制器。确定了硬盘的接口和类型后,就要重点考察上面提到的影响硬盘性能的技术指标,根据转速、单碟容量、平均寻道时间、缓存等因素,并结合资金预算,选定性价比最合适的硬盘方案。
RAID技术
冗余磁盘阵列RAID系统提供了比通常的磁盘存储更高的性能指标、数据完整性和数据可用性,尤其是在当今面临的硬盘I/O总是滞后于CPU性能的瓶颈问题越来越突出的情况下,RAID解决方案能够有效地弥补这个缺口。
依据磁盘阵列数据不同的校验方式, RAID技术分为不同的等级(RAID Levels),各有不同的技术特点,具体的可以看下面这篇文章。
quote:
--------------------------------------------------------------------------------
[技术]浅谈服务器的RAID技术
所谓RAID就是Redundant Array of Independent Disk的缩写,中文意思是“独立冗余磁盘阵列”,简单来说就是一种利用多个硬盘来提高系统对磁盘的读写速度及其数据安全系数的一种技术。RAID技术开始一般用于服务器或大型工作站上面,但随着RAID技术的不断成熟,现在不少的家用PC的主板都内置了RAID芯片。
RAID技术主要有6类,分别为RAID 0~RAID 5,它们各有各的优缺点,所以应根据不同的实际情况选用不同的技术。下面我们就简单介绍一下这6种RAID技术。
RAID 0
RAID 0的原理很简单,就是将n个硬盘并联起来,然后把一大段的数据分成大小一定的带区(striping),再将每一个带区分成n份同时写入各个硬盘。这样一来数据的读写速度将提高n倍,但是RAID 0没有冗余功能,一旦其中一个硬盘损坏,所有的数据将会无法使用,所以其可靠性也会大大降低,仅等于当单独使用一块硬盘时的1/n,因此RAID0技术不适合于执行关键任务的环境。
RAID 1
RAID 1运用的是磁盘镜像技术,就是将偶数个硬盘分成两份,将其中的一半拿来做另外一半的备份,这样做的好处就是在不影响性能的情况下,能够最大限度地保证系统的可靠性和可修复性。当然,在6类的RAID技术中,RAID 1的成本是最高的,硬盘的利用率是最低的——仅为50%。因此RAID 1主要用于要保存关键数据的场合。
RAID 2
RAID 2综合利用了共轴同步技术和ECC(Error Checking and Correcting)检验技术,原理是将若干个硬盘分成两组,分别用来储存数据和校验用的海明码。RAID2是将数据分散为位(bit)分别并算出其ECC代码,然后同时写入各硬盘。如果某一个硬盘发生故障,系统也能够根据海明码和其余的有效数据算出正确的数据进行恢复。因为RAID2的存取是所有硬盘同时进行的,用的是又单位元的存储,所以小于一个扇区的存取会大大削弱其性能,在磁盘利用率方面,RAID2一般只有在使用15个硬盘以上的系统中才会凸显其利用率的优势。因此RAID2不适合用于网络服务器,小型机或PC上。
RAID 3
RAID 3 与RAID2 相似,只不过用奇偶校验码来代替了ECC代码,所以只需要一个硬盘来存储校验码,但其存在的问题是当要向某一个硬盘的某一个扇区写入数据的时候,就要读取其他数据硬盘相同位置的数据,并算出校验码再写入存储校验码的硬盘。所以,RAID3 也不适合需要经常写入零碎文件的场合。显然,在某一个硬盘出现故障的时候系统仍能够正常工作并可以恢复,其磁盘的利用率为(n-1)/n。
RAID 4
RAID 4虽然也是选用了一个硬盘用来存储奇偶校验码,但RAID对数据的读写实按块来进行,所以在读取数据方面会比RAID3快了不少,但写入方面则因要读取其他数据盘在同一位置上的数据块,速度会比RAID3要慢,其他方面,跟RAID3都基本上一样。
RAID5
RAID5又是RAID4的改进,它将本来存储在一个硬盘上的奇偶校验块按一定的顺序平均放到每一个硬盘上。这样做就避免了在存储数据的时候对校验硬盘过于频繁的读写,同时这也大幅度提高了写入零散数据时的效率。RAID5一样具有容错能力和较高的磁盘利用率,但RAID5的读写控制比较复杂,所以RAID的芯片造价也比较高,一般只用于联机交易处理。
以上6种是最基本的RAID技术,在其基础上还派生出了许多的RAID技术。
--------------------------------------------------------------------------------
为了更好地提高硬盘的I/O性能,推荐采用RAID技术,根据应用的特点,把被频繁访问读写的硬盘做成RAID0或RAID1、RAID5;目前,在低端服务器可采用IDE RAID,如浪潮英信NP200;而在中高端服务器,建议采用SCSI RAID控制器,并注意RAID控制器有关技术指标,如CPU类型、通道类型和数目、缓存数量、有无电池后备等;需要注意的是:主板集成的RAID控制器由于本身没有硬盘控制器,而占用了主板上的SCSI硬盘控制器,需要耗费更多的主处理器时间,会使服务器的处理能力受到影响。
热拔插技术
除了从性能指标上评价硬盘,还要考虑到硬盘的故障率、平均无故障运行情况和易维护性。在具体的应用中,首先应选用寿命长、故障率低的硬盘,可降低故障出现的几率和次数,这牵扯到硬盘的MTBF(平均无故障时间)和数据保护技术,MTBF值越大越好,如浪潮英信服务器采用的硬盘的MTBF值一般超过120万小时,而硬盘所共有的S.M.A.R.T.(自监测、分析、报告技术)以及类似技术,如seagate和IBM的DST(驱动器自我检测)和DFT(驱动器健康检测),对于保存在硬盘中数据的安全性有着重要意义。
另外,一旦硬盘损坏,应考虑如何保证数据不丢失,并且减少服务器的宕机时间。
RAID技术可以用来保证数据的可靠性和安全性,通过硬盘的热拔插技术可以保证在更换或维修硬盘的同时,服务器仍然能正常运行可用。目前热拔插技术在中高档服务器中非常普遍,一直也被作为服务器档次的一个重要标志。一般在服务器中采用的热拔插技术的部件有硬盘、电源、风扇、PCI插槽等,而SCSI硬盘也有专门支持热拔插技术的SCA2接口(80-pin),与SCSI背板配合使用,就可以轻松实现硬盘的热拔插。SATA硬盘也具备热插拔能力,并且可以在接口上具备很好的可伸缩性,如在机架式服务器中使用SCSI-SATA、FC-SATA转换接口,以及SATA端口位增器( Port Multiplier),使其具有比SCSI更好的灵活性。
四、产品篇
现在服务器硬盘市场能站得稳脚的算是希捷(美国)、日立(日本)、迈拓(美国)、西部数据(美国)、三星(日本)。在笔者看来,各个厂商各有自己的特色产品。
1、希捷
作为世界上头号硬盘厂商希捷是最具有竞争力。其所属的硬盘无论从做工、性能、可靠性、售后服务都可以与其他品牌媲美。其产品线也是极其丰富,最具有代表力的就是Cheetah,捷豹硬盘,此系列产品是希捷面向高端服务器市场推出的产品.其技术与性能都处领先地位。
希捷公司作为10000转硬盘技术的先行者,面对日益增长的企业级市场需求,不断推出了一系列拥有最新技术的捷豹硬盘。捷豹10000转型号有:Cheetah 73LP、Cheetah 36XL 、Cheetah 36ES 、Cheetah 10K。而希捷15000转的Cheetah X15 系列为SCSI硬盘领域的佼佼者。型号有:Cheetah 15K.3 、 Cheetah X15 18LP 、 Cheetah X15 36LP。
CHEETAH X15 36LP 荣膺《计算机世界》授予的2001年度最佳产品奖。Cheetah X15 36LP的寻道时间只有3.6毫秒,时局传输率高达709Mbit/秒。8MB高速缓存,声强低至3.5贝尔。在磁盘阵列环境下,它属于顶级的硬盘产品。希捷公司Cheetah X15硬盘为高端的SCSI硬盘。Cheetah X15即“猎豹” X15, 它是Seagate(希捷)硬盘的第四代衣钵传人。
“猎豹” X15是现在世界上跑得最快的硬盘,有以下参数为证: Cheetah X15是世界上第一款转速达15,000RPM的硬盘。作为领跑“盘”,“猎豹” X15与它的父辈Cheetah 36LP相比性能大大提高,仅寻道时间一项就提高了33% 。提供4MB或16MB可选缓存,Ultra160或2Gbit光纤信道接口。 “猎豹”X15 最大容量180GB,从而处理能力有大幅提高。上网时搜索更快,下载更快。它的3D引擎保护系统使你在信息高速路上找到安全,赢得先机。生产硬盘的厂家一直想以每“MB”的价格在市场上站住脚,但是Cheetah X15 却立足于网上服务和商务中数据处理的能力,也即数据的传输速度。
2、日立
至从IBM被日立收购后,有段时间属于低潮,因为日立把IBM的硬盘直接收回换成自己的牌子就上市销售,但其实IBM的部分硬盘都是由日立代做,我们都一直相信日立的做工,其产品的性能是比较好的。不然我们看看最近日立新发布的服务器硬盘,名为“Ultrastar”15K147高性能硬盘,定位企业应用市场。
该产品的转速要比目前主流的转速为10000转/分钟的I/O服务器硬盘快33%,达到了15000转/分钟。据称,该款服务器硬盘产品在关键任务(mission-critical)应用处理方面将有良好的性能表现。名为Ultrastar 15K147的新款服务器硬盘将分为36GB, 73GB和147GB三种不同的型号,分别由2,3以及5层玻璃盘片制造而成,接口则分别选用了Ultra 320 SCSI以及2Gb/s FCAL作为接入方式。新产品的寻道时间仅为3.3ms,由于产品的转速高达15000转/分钟,因此其平均延迟时间也仅为2ms,如此高的技术规格使得用户在使用这款日立公司新服务器硬盘产品的时候将会更快,更加有效的读取数据,而硬盘内部最快的传输速率也达到了1129Mb/s。新产品拥有的16MB超大缓存大大减少了硬盘的平均读写相应时间。
几款Ultrastar 15K147产品在制造之时融入了包括最先进的防震动技术RVS在内的数据保护技术。RVS是一种目前较为先进的在硬盘高速运转震动时保护用户数据的技术,这项技术尤其是在多硬盘条件下更是有其尤其明显的技术优势。液态轴承马达(FDB)的应用使得这款服务器硬盘具有较低的噪声以及可以保持较高的数据完整性。Ultrastar 15K147建立在一个成熟的设计平台之上,这使得这款产品具有极高的可靠性。