今天，我们要谈一下RAID问题。大家知道，RAID到现在已经26岁了，对于一项技术来说，应该也是廉颇老矣，尚能饭否的状态。因此，现在江湖上出现了新的RAID形态，如华为的RAID 2.0+，宏杉的CRAID 2.0(采用Erasure Code)，甚至有些产品如IBM XIV放弃了RAID，直接保存2份数据副本。今天，我们来回顾一下RAID的历史，看存储在后RAID时代如何生存。

先说一下RAID的历史。西瓜哥今天用一个非常时髦的标题，叫来自星星的RAID，据说这样打开率能上升一半，O(∩_∩)O哈!不过，韩剧西瓜哥基本没有时间看，而且西瓜哥的粉丝(西施)里面女的不到20%，但西瓜哥用这个标题，除了吸引眼球，确实有一些寓意在里面。这个来着星星的RAID和”都叫兽“一样，到底在存储界是去是留，其结局如何，和《来自星星的你》一样，充满想象。

不卖关子了。大家知道，RAID来自1988年加州大学伯克利分校的一篇论文。著名的网站《弯曲评论》创始人陈怀临(陈首席)前段时间专门”潜入“该学校的图书馆，把这篇珍贵的论文的封面拍了下来：

陈首席是主攻安全的，不过现在也关注大数据，对RAID的崇拜和我们存储的学子都是一样的。可以说，没有RAID，就没有我们现在从事的存储事业，目前的存储产品，绝大多数还是采用RAID技术的，没有脱离这个框架。1988年RAID论文发布以后，EMC Symmetrix率先在高端存储里面采用普通的硬盘，采用RAID技术和Cache技术，开创了现代意义上的一个存储的新篇章。但发展到现在，高端存储里面，EMC、IBM DS8000、 HDS、富士通还是采用传统的RAID方式(其实EMC的RAID不是基于物理硬盘的，也是基于硬盘切片实现的，但西瓜哥还是归类为传统的实现，参见西瓜哥以前的分析)，而HP 3PAR和华为采用块虚拟化的类RAID 2.0的方式来实现，IBM XIV甚至抛弃了RAID技术，直接保存两份副本。更有甚者，国内的厂商宏杉科技在其推出的高端存储里面，直接采用Erasure Code(纠删码)，可以支持三块硬盘同时损坏而数据不丢失。一时间，RAID老矣，尚能饭否?成了业界热谈的一个话题。

我们先来看看原作者的观点。RAID这篇论文其中的一个作者 Garth Gibson，他现在是卡内基梅隆大学的科学家，也是著名的高性能存储公司Panasas的创始人。 HDS CTO Hu Yoshida 在2012的Blog里透露，他和Garth会面中谈到RAID和纠删码的一些观点。

Garth说，他们当时发布了RAID的论文的题目是， “A Case for Redundant Arrays of Inexpensive Disks (RAID)”，这个 Inexpensive指的是廉价。也就是大家知道，那个时候存储用的硬盘全部是IBM生产的专用磁盘，特别的贵。而RAID的目的，就是可以采用廉价的磁盘(也就是普通PC服务器用的硬盘，当时是5.5英寸)而达到高可靠和高性能的目的。业界很快接受了这个观点，但是把Inexpensive重新定义为 Independent，因此，现在的RAID的定义是Redundant Array of Independent Disks。

Garth还说了，为什么RAID被IT界采用这么快，是由于他们采用论文的方式发布，而没有申请专利。多高尚的人品啊!因此，西瓜哥说放弃一切文章的版权(只要你去传播，我都是支持的，当然，能告诉其他网友是西瓜哥写的，让它关注我的微信号我就非常感谢了)比这些泰斗来说弱爆了。

但是，Garth没有申请专利，还有一个重要的原因。其实RAID的概念很早以前就出现了。最早关于RAID的专利是1978年IBM的 orman “Ken” Ouchi写的 “System for recovering data stored in a failed memory unit”，美国专利号 4，092，732。当时，HDS CTO和该专利的作者ken都是美国IBM的同事。

大家看到，其实RAID的容错机制最开始用在内存的恢复上。IBM的高端存储首先采用了RAID技术，因为他们发明的嘛，可惜他们不是用在普通的硬盘上。直到RAID论文的发表，EMC的Symmetrix推出，才在这个存储界流行起来。

但现在随着大容量硬盘的采纳(现在有6TB的硬盘了，估计后年能看到10TB的产品)，RAID的重构时间越来越长，甚至几天时间才能重构完成。也就是说，RAID技术就像都叫兽遇到人类的唾液就会生病一样，遇到大硬盘损坏也是消化不良。

于是，3PAR和华为采用块虚拟化的RAID 2.0技术，IBM XIV直接抛弃了RAID技术，而宏杉在SAN上直接引进了Erasure Code，把原来主要用在NAS上的技术用在了SAN上。

那么，Erasure Code到底还是不是RAID?用在SAN上是否合适?

我们先来看看纠删码的本质。纠删码其实是IEEE里面定义的一个信息处理的纠错码，属于 Forward Error Correction (FEC) 的范畴，可以用在网络，也可以用在存储上：

RAID 5其实是纠删码的一种最简单的方式，它仅仅需要用XOR算法就可以进行数据的恢复，因此速度也是最快的。其实最开始采用RAID 10的方法比较多，因为当时CPU的能力不快，做XOR算法也需要较强的计算能力。现在RAID 10在高端存储里面也是普遍在关键应用中采用的技术。但后来 LSI、HDS、3PAR等存储厂商，采用ASIC的方式来支持RAID 5甚至RAID 6，慢慢的才流行起来。再后来新的存储产品，包括EMC，大部分都抛弃了ASIC做RAID的方式，因为存储的平台都转向了X86架构，INTEL的CPU遵循摩尔定律，性能提升太快了。RAID的XOR计算完全能够应付，而且灵活性更好。那些目前还采用ASIC的厂商都是由于历史原因。因此，用户选择的时候也不用关心具体的实现方式，看性能表现就可以了。这两种实现各有优缺点。

但RAID 5只能保护一块硬盘失效，因此后来发展了RAID 6。RAID 6(RAID DP)已经是采用多项式复杂计算了，就是N+M纠删码的简单形态了(后面我们一般用纠删码表示M>2的情况)。这个复杂计算是基于法国的伟大的一个数学家伽罗瓦(Galois )域算法。Galois是西瓜哥除了爱因斯坦外第二佩服的人，据说发明这个算法才18岁，当时用这个算法来逃课，即每个同学按照这个变换来选座位，老师就查不出谁逃课了(估计他们点名都不是一一点的，O(∩_∩)O哈!)。可惜他提交的论文当时不被认可，直到死后才被追认的。他21岁，为了一个心爱的女孩和别人决斗，不幸被杀，使得数学界倒退了几十年啊。西瓜哥佩服他的天才，也佩服他为爱牺牲的勇气，绝对比都叫兽厉害(星星的粉丝不要打我)。

Peter Corbett是NETAPP的VP，也是RAID DP之父。他在Blog里面也谈了对纠删码的看法。

他说，纠删码的原理如下，K个数据硬盘，M个校验硬盘，就这是K+M的形态，RAID-DP就是M=2的一种特例：

当然，现在都采取分块的方式，不采用集中校验的方式了(RAID DP除外)，采用Galois算法来恢复数据。M=2就是RAID 6，M=3就可以支持3块硬盘同时损坏。

Peter Corbett认为，支持3块硬盘同时损坏是有条件的，即纠删码不能感知 silent errors(静默数据损坏)的情况，也就是硬盘块了很容易知道数据丢了，如果数据能够读出来，但不对，你是不知道的。也就是你保持一份数据，读出来的时候，如果没有机制去校验这份数据是否正确，你就不会调用Galois算法来恢复数据。因为纠删码自己并不知道那块数据坏了。因此，大家发现所有的高端存储为什么必须要支持ANSI T10 DI标准，甚至华为去年在上海HCC大会联合ORACLE发布端到端的数据保护DIX方案，就是这个道理。

但西瓜哥感觉Peter Corbett的托辞有一点问题，普通的RAID 5也需要T10 DI标准去校验数据的正确性，这不只是高级的纠删码的问题。不过也看出NETAPP有比较重的历史包袱，它的WAFL专利是基于RAID DP的，转到纠删码应该够呛。

只是后RAID时代，我们怎么办?就像星星的结局一样，估计每个人都有自己的看法。西瓜哥的观点是随着CPU技术能力的提升，纠删码采用的场合应该越来越多，不同场合会用到不同的算法。比如华为的存储产品，现在中低端还是基于传统的RAID算法，高端存储是基于 RAID 2.0+，Oceanstor 9000大数据存储采用的是纠删码，而UDS海量存储直接采用保存3份数据副本的方式(这也是目前互联网大规模存储采用的方式，这种方式减少了需要计算校验数据的消耗)。

因此，适用就是好的。纠删码目前是大数据的场合采用比较多，特别用在多节点的集群环境，因此也有叫RAIN(redundant array of independent nodes)，用在SAN上还比较少。 Panasas，也就是RAID论文其中一个作者创立的公司，现在也只是采用RAID 6的方式，不过是基于文件的。但随着CPU计算能力的提升，一些新兴存储厂商在这方面寻求一些差异化，无可厚非。作为用户，一是要关注是否支持ANSI T10 DI标准，二是最好测试一下纠删码下的性能表现，综合评估也不难做出你自己的选择。