RAIDZ

一、什么是 RAIDZ

RAIDZ 是 SUN Microsystem 在其 ZFS 文件系统中采用的软件 RAID 的解决方案。

二、 RAIDZ 出现背景

RAIDZ 出现的背景是因为硬件 RAID 没有表现出其声称应达到快速、可靠的效果,存在问题之一就是一个称为 RAID-5 “ write hole ”的缺陷: RAID 的写实分为两步的,首先更新数据,其次更新校验(将新数据和旧校验异或以使得所有磁盘异或为零)。如果这个写的过程中发生断电、系统崩溃等故障时,这是磁盘上存储的数据和校验就不匹配了,如果没有一个好的日志或快照机制来进行恢复的话,错误的数据将永远保存在磁盘上而无法纠正,而这一切对用户都是不知道的。为解决这一问题,有用户采用昂贵的 NVRAM 进行断电保护。

三、RAIDZ

RAIDZ 并不是真正意义上的 RAID,而是一种更高层的解决方案,所以它不需要像 RAID 一样的额外设备,使用动态的条带宽度,并利用了 ZFS 中类似于 RAID 的一种完整性冗余机制——写时备份(COW,copy-on-write)解决了 RAID-5 的 “ write hole ”问题:首先数据写到一个新的位置,接着再改写原来指向旧数据的指针,避免了小写必须读后写的操作而在全条带上进行写,利用小块镜像来代替奇偶校验,这是因为能够知道文件系统存储结构并能够在需要的时候分配额外的空间,RAID-Z2 是 RAIDZ 的升级, RAIDZ 采用的是类似 RAID-5 的单个奇偶校验位,RAIDZ-Z2 是采用类似于 RAID-6 的两个奇偶校验,这样前者允许一个磁盘损坏,而后者可以允许两个磁盘损坏而不丢失数据。

四、其他

另外一个需要谈到的是 RAIDZ 是伴随着 ZFS 文件系统产生的, RAIDZ 可以利用 ZFS 文件数据的校验和与其他机制进行错误检测和更正,它对所有的数据进行校验并在有正确副本的时候对错误数据进行恢复。下图给出了硬件 RAID-5 和 RAIDZ 的速度比较,需要提出的时,硬件实现的速度快但 RAIDZ 优势在于不需要购买其他设备。

 

 

 

 

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