DBA應該知道的RAID卡知識

對於資料庫這種特殊應用IOPS往往會成為瓶頸，突破的這個瓶頸的有效方法不多，軟體方面主要是讀寫分離，垂直分割，分區表技術，cluster。硬體方面主要是raid，和SSD。

　　通常都是軟體和硬體同時最佳化，相對於成考考慮，硬體使用raid的情況較多，今天分享下硬體raid知識。

　　什麼是raid?

　　raid可以提供資料備份技術、擴充儲存空間和提高儲存效能。以下是常用的RAID raid 0，raid 1，raid0+1，raid1+0，raid 5簡單介紹，詳細的知識可以google下，或參照：http://www.cnblogs.com/Frank-Zhao/archive/2012/04/26/2471229.html。

　　RAID 0

　　這種RAID層級從寫操作方面提供最高的輸送量，但是它存在內部冗餘。因為備份檔案是你保護資料的底線，而資料集卻沒有冗餘，所以我不推薦採用這種類型。

　　RAID 1

　　這種RAID層級也提供了較進階別的I/O輸送量和一份冗餘拷貝。缺點是採用RAID 1的資料分區大小會受你的物理磁碟大小的限制。一種選擇是把你的備份檔案寫到多個彼此獨立的RAID 1陣列，可能通過利用不同的控制器或者通道來進一步提高I/O輸送量。

　　RAID 5

　　採用RAID 5會有一定的寫操作效能損失，因為需要做奇偶性校正。如果你真的想讓備份過程啟動並執行更快，這種RAID層級可能行不通。

　　RAID 10

　　採用RAID 10方案，你會同時得到RAID 0和RAID1兩種方案的優點。缺點是實施成本非常昂貴。但是優點是你的I/O輸送量會非常快。既然RAID 10使用了陣列中的所有磁碟機，來獲得更高的I/O利用率，陣列中的磁碟機越多，就越能增加效能。

　　除了RAID層級，這裡還有一些其他因素需要考慮：

　　控制器

　　在設定你的RAID陣列時，要盡量把不同類型的I/O互動孤立到不同的控制器卡或控制器卡的不同通道上。而且，控制器卡越好，效能就越好。

　　磁碟速度

　　磁碟機有多種速度。SCSI磁碟機目前運行速度最快可以達到每分鐘15千轉，比IDE磁碟機更快。在大部分情況下，企業級伺服器可能採用SCSI技術，這是更好的選擇。

　　磁碟容量

　　你現在可以得到幾個GB大的磁碟機。如果你想儲存大量不經常訪問的資料，那這沒有問題。但是對於要儘可能快速地寫大量資料的操作，磁碟容量大並不能帶來協助。增加陣列中磁碟數比增加幾塊容量非常大的磁碟會更有優勢。

　　對於資料庫應用，通常我們會選擇raid1+0。他在磁碟空間成本和安全性方面和raid5差不多，但是在效能方面(IOPS)卻明顯優越於raid5，所以對於OLTP系統，我們一般使用raid1+0。

　　下面我們開始進入正題，raid硬體知識，當然，我們只是站在應用的角度去探討raid硬體裝置的效能和安全。

　　緩衝

　　對於一塊中高端的RAID，緩衝是必不可少的。一般raid卡使用的DDR2記憶體顆粒，和我們的記憶體條幾乎相同，adaptec的緩衝叫DRAM，根據硬體技術的發展DDR3肯定會跟上的。

　　說到緩衝技術就必須說一下兩種緩衝模式。

　　write through 系統的寫入請求直接寫入硬碟，安全性很高，效能很低。

　　write back 系統的寫入請求先存放到緩衝，再根據時機統一回寫到硬碟中，由於緩衝的寫速度遠遠高於磁碟，所以這種方式效能可以大大提高。

　　BBWC

　　為了挖掘更好的RAID寫入效能，饑渴的DBA肯定想開啟write back功能，讓咱的資料庫飛起來。但是這個時候出現了一個非常嚴重的安全問題，就是突然斷電導致資料丟失的問題(上面提過raid卡使用的是RAM儲存空間，斷電遺失資料，但是系統層已經認為這些資料已經寫入硬碟，所以系統層不能提供任何保護措施)，資料丟失對於DBA的親們肯定是不能接收的。那該如何呢?

　　針對這個問題出現了BBWC–Battery-Backed Write Cache.BBWC的核心就是BBU電池備份單元，它就是一塊鋰電池，在系統開機的情況下處於充電狀態，一旦遇到斷電，就會給緩衝提供重新整理所需的電流，保持資料不丟失，直到下次開機時把資料寫回到磁碟上。有的BBU和raid卡的記憶體做在一個模組上，有些是raid卡通過一個連接線串連一個電池。

　　BBWC的缺點：

　　1、每隔1-2年需要跟換電磁，維護麻煩，管理員容易忘記這個事情，如果機器不很遠的機房單獨去機房換電池，成本就高了。

　　2、更換電磁需要停機，並且需要把機器下架，拆開。

　　3、由於電池也是一個故障點，所以需要管理員花更多的時間來關心電磁的工作情況

　　4、電池能夠提供的供電時間最多72小時，初始化需要充電數小時才能使用

　　5、電池不環保

　　FBWC

　　針對BBWC的缺點，出現了FBWC –Flash-Based Write Cache。

　　FBWC的原理就是再系統以外停電的時候，利用一組“超級電容”中儲存的電量，在較短的時間內(大約1分鐘),將緩衝中的資料備份到RAID卡上的大容量FLASH快閃記憶體中，直到下次開機再把資料回寫到硬碟中。

　　FBWC和BBWC幾乎完成的目的是一樣的，但是實現方式不同。

　　FBWC的優點：

　　1、不需要維護，這點就把管理員們解決出來了

　　2、資料可以在flash中儲存很多年

　　3、系統啟動即可用

　　4、環保