磁盤陣列RAID技術(shù)介紹

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首先為大家介紹下RAID:為Redundant Array of Inexpensive Disks的簡(jiǎn)稱,中文為廉價(jià)冗余磁盤陣列。
    作為高性能的存儲(chǔ)系統(tǒng),已經(jīng)得到了越來越廣泛的應(yīng)用。RAID的級(jí)別從RAID概念的提出到現(xiàn)在,已經(jīng)發(fā)展了六個(gè)級(jí)別,其級(jí)別分別是0、1、2、3、4、5等。但是常用的是0、1、3、5四個(gè)級(jí)別。下面就介紹這四個(gè)級(jí)別:
    RAID 0:將多個(gè)的磁盤合并成一個(gè)大的磁盤,不具有冗余,并行I/O,速度快。RAID 0亦稱為帶區(qū)集。它是將多個(gè)磁盤并列起來,成為一個(gè)大硬盤。在存放數(shù)據(jù)時(shí),其將數(shù)據(jù)按磁盤的個(gè)數(shù)來進(jìn)行分段,然后同時(shí)將這些數(shù)據(jù)寫進(jìn)這些盤中。
    所以,在所有的級(jí)別中,RAID 0的速度是快的。但是RAID 0沒有冗余功能的,如果一個(gè)磁盤(物理)損壞,則所有的數(shù)據(jù)都無法使用。
    RAID1 把磁盤陣列中的硬盤分成相同的兩組,互為鏡像,當(dāng)任一磁盤介質(zhì)出現(xiàn)故障時(shí),可以利用其鏡像上的數(shù)據(jù)恢復(fù),從而提高系統(tǒng)的容錯(cuò)能力。對(duì)數(shù)據(jù)的操作仍采用分塊后并行傳輸方式。所有RAID 1不僅提高了讀寫速度,也加強(qiáng)系統(tǒng)的可靠性。但其缺點(diǎn)是硬盤的利用率低,冗余度為50%。
    RAID 3 :RAID 3存放數(shù)據(jù)的原理和RAID0、RAID1不同。RAID 3是以一個(gè)硬盤來存放數(shù)據(jù)的奇偶校驗(yàn)位,數(shù)據(jù)則分段存儲(chǔ)于其余硬盤中。它像RAID 0一樣以并行的方式來存放數(shù),但速度沒有RAID 0快。如果數(shù)據(jù)盤(物理)損壞,只要將壞的硬盤換掉,RAID控制系統(tǒng)則會(huì)根據(jù)校驗(yàn)盤的數(shù)據(jù)校驗(yàn)位在新盤中重建壞盤上的數(shù)據(jù)。不過,如果校驗(yàn)盤(物理)損壞的話,則全部數(shù)據(jù)都無法使用。利用單獨(dú)的校驗(yàn)盤來保護(hù)數(shù)據(jù)雖然沒有鏡像的安全性高,但是硬盤利用率得到了很大的提高,為n-1。
    RAID 5:向陣列中的磁盤寫數(shù)據(jù),奇偶校驗(yàn)數(shù)據(jù)存放在陣列中的各個(gè)盤上,允許單個(gè)磁盤出錯(cuò)。RAID 5也是以數(shù)據(jù)的校驗(yàn)位來保證數(shù)據(jù)的安全,但它不是以單獨(dú)硬盤來存放數(shù)據(jù)的校驗(yàn)位,而是將數(shù)據(jù)段的校驗(yàn)位交互存放于各個(gè)硬盤上。這樣任何一個(gè)硬盤損壞,都可以根據(jù)其它硬盤上的校驗(yàn)位來重建損壞的數(shù)據(jù)。硬盤的利用率為n-1。
    RAID 6:即帶有兩種分布存儲(chǔ)的奇偶校驗(yàn)碼的獨(dú)立磁盤結(jié)構(gòu),它是對(duì)RAID5的擴(kuò)展,主要是用于要求數(shù)據(jù)絕對(duì)不能出錯(cuò)的場(chǎng)合,使用了二種奇偶校驗(yàn)值,所以需要N+2個(gè)磁盤,同時(shí)對(duì)控制器的設(shè)計(jì)變得十分復(fù)雜,寫入速度也不好,用于計(jì)算奇偶校驗(yàn)值和驗(yàn)證數(shù)據(jù)正確性所花費(fèi)的時(shí)間比較多,造成了不必須的負(fù)載,很少人用。 D]w.|BStm
    RAID 7:即優(yōu)化的高速數(shù)據(jù)傳送磁盤結(jié)構(gòu),它所有的I/O傳送均是同步進(jìn)行的,可以分別控制,這樣提高了系統(tǒng)的并行性和系統(tǒng)訪問數(shù)據(jù)的速度;每個(gè)磁盤都帶有高速緩沖存儲(chǔ)器,實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)可以使用任何實(shí)時(shí)操作芯片,達(dá)到不同實(shí)時(shí)系統(tǒng)的需要。允許使用SNMP協(xié)議進(jìn)行管理和監(jiān)視,可以對(duì)校驗(yàn)區(qū)指定獨(dú)立的傳送信道以提高效率??梢赃B接多臺(tái)主機(jī),當(dāng)多用戶訪問系統(tǒng)時(shí),訪問時(shí)間幾乎接近于0。但如果系統(tǒng)斷電,在高速緩沖存儲(chǔ)器內(nèi)的數(shù)據(jù)就會(huì)全部丟失,因此需要和UPS一起工作,RAID7系統(tǒng)成本很高。
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