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ReadyNAS 数据保护技术—— RAID 與檔案系統

NETGEAR ReadyNAS運行ReadyNASOS6作業系統,採用Btrfs檔案系統,而Btrfs作為ReadyNAS獨家5級資料保護的基石,其重要作用不言而喻。

五級資料保護分別為:

  1. X-RAID自動擴展RAID技術
  2. Bit-Rot位衰減保護
  3. 無限制次數的快照提供連續資料保護
  4. 免費即時防毒軟體
  5. ReadyDR功能實現災備

一、Btrfs 檔案系統

ReadyNAS OS 6最明顯的根本改變,就是檔案系統採用了BTRFS(發音為“Butter FS”)。BTRFS最初由Oracle在2007年提出以解決現有檔案系統的擴展性問題(EXT檔案系統)。Btrfs是一個現代的寫後複製(CoW)檔案系統,其設計目標是實現眾多高級特性的同時,關注容錯性、維護性和管理輕鬆度。Btrfs由眾多公司協同開發,其核心開發者為Chris Mason,來自Facebook,其背後廠商包括Oracle,Redhat,Facebook,Fujisu,Intel等巨頭,Intel也是核心貢獻廠商之一。就像其他多數檔案系統一樣,BTRFS是以GPL許可證分發,也就是,你可以得到源碼、分發、貢獻、優化,目前由活躍的社區開發者對核心代碼進行維護和增強。

Btrfs的高級特性包括:

檔案系統技術將會不斷的進步。目前行業正經歷從EXT3到EXT4的轉變;而現在創新的方向轉變到BTRFS這邊。就在我們一代又一代的轉變過程中,用戶得到了更好的資料保護,最高的擴展性和更好的性能。ReadyNAS加入Oracle和SUSE的行列成為採用BTRFS的第一個主要商業產品。目前Open

而OpenSUSE更是將Btrfs作為默認檔案系統:

【圖片】

NETGEAR是Btrfs檔案系統的貢獻代碼廠商之一(圖片截取自Btrfs官網):

二、RAID(MD-RAID/MDADM)

Btrfs支持RAID應用,其RAID0/1級別已經非常穩健,具備生產應用的需求。但是,作為一款很新的檔案系統,其RAID5/6/10幾個RAID級別功能目前仍處於快速發展之中,因此NETGEAR並未採用Btrfs作為底層RAID創建的工具。而且使用發展趨於穩定的MD-RAID/MDADM工具。MDADM作為一款幾乎在所有的Linux發佈版皆內置的RAID管理軟體,自2001年發佈,其採納度穩步提升,經過10多年發展,其Bug已較少,結合NETGEAR的X-RAID自動擴展技術,可謂是最佳搭檔。

RAID5示例

md126 : active raid5 sdj3[3] sde3[2] sdh3[1] sdc3[0]
8776250496 blocks super 1.2 level 5, 64k chunk, algorithm 2 [4/4] [UUUU]

NETGEAR ReadyNAS支援RAID50/60的創建,我們知道RAID50和60是RAID5/6和RAID0的嵌套,那麼ReadyNAS的實現是通過MDADM來做RAID5,而通過btrfs來實現RAID0級別,如一個典型的8盤位RAID50,其RAID分別包括由兩個RAID5組成的RAID50:

從後臺系統看MDRAID打造底層RAID5:

MDRAID部分:
md125 : active raid5 sdi3[3] sdf3[2] sdg3[1] sdb3[0]
8776250496 blocks super 1.2 level 5, 64k chunk, algorithm 2 [4/4] [UUUU]

md126 : active raid5 sdj3[3] sde3[2] sdh3[1] sdc3[0]
8776250496 blocks super 1.2 level 5, 64k chunk, algorithm 2 [4/4] [UUUU]

Btrfs則形成RAID0:

Label: '2fe6f722:data2'  uuid: 29f304e6-c4e0-442c-a032-3b199569f053
Total devices 2 FS bytes used 352.00KiB
devid    1 size 8.17TiB used 2.03GiB path /dev/md126
devid    2 size 8.17TiB used 3.03GiB path /dev/md125

三、優點

良好的系統架構是整個系統穩定的前提,NETGEAR ReadyNAS的RAID架構和檔案系統選擇,充分利用了開源技術的穩定面,通過有所選擇,實現獨家資料保護。其優勢主要體現在:

  1. 基於目前最具創新的檔案系統Btrfs 擁有眾多高級特性與容錯機制
  2. 獨家5重資料保護
  3. 使用MDADM作為底層RAID技術,穩定可靠
  4. 通過NETGEAR專利技術X-RAID,實現線上擴展(橫向/縱向)