RAID級別介紹;

　　一般常用的RAID階層，分別是RAID 0、RAID1、RAID 2、RAID 3、RAID 4以及RAID 5，再加上二合一型 RAID 0+1﹝或稱RAID 10﹞。我們先把這些RAID級別的優(yōu)、缺點(diǎn)做個比較：

　　RAID級別 相對優(yōu)點(diǎn) 相對缺點(diǎn)

　　RAID 0 存取速度最快 沒有容錯

　　RAID 1 完全容錯 成本高

　　RAID 2 帶海明碼校驗(yàn)，數(shù)據(jù)冗余多，速度慢

　　RAID 3 寫入性能最好 沒有多任務(wù)功能

　　RAID 4 具備多任務(wù)及容錯功能 Parity 磁盤驅(qū)動器造成性能瓶頸

　　RAID 5 具備多任務(wù)及容錯功能 寫入時有overhead

　　RAID 0+1/RAID 10 速度快、完全容錯 成本高

　　RAID 0

　　1、RAID 0又稱為Stripe(條帶化)或Striping，它代表了所有RAID級別中最高的存儲性能。RAID 0提高存儲性能的原理是把連續(xù)的數(shù)據(jù)分散到多個磁盤上存取，這樣，系統(tǒng)有數(shù)據(jù)請求就可以被多個磁盤并行的執(zhí)行，每個磁盤執(zhí)行屬于它自己的那部分?jǐn)?shù)據(jù)請求。這種數(shù)據(jù)上的并行操作可以充分利用總線的帶寬，顯著提高磁盤整體存取性能。

　　2、系統(tǒng)向三個磁盤組成的邏輯硬盤(RADI 0 磁盤組)發(fā)出的I/O數(shù)據(jù)請求被轉(zhuǎn)化為3項(xiàng)操作，其中的每一項(xiàng)操作都對應(yīng)于一塊物理硬盤。我們從圖中可以清楚的看到通過建立RAID 0，原先順序的數(shù)據(jù)請求被分散到所有的三塊硬盤中同時執(zhí)行。從理論上講，三塊硬盤的并行操作使同一時間內(nèi)磁盤讀寫速度提升了3倍。 但由于總線帶寬等多種因素的影響，實(shí)際的提升速率肯定會低于理論值，但是，大量數(shù)據(jù)并行傳輸與串行傳輸比較，提速效果顯著顯然毋庸置疑。

　　3、RAID 0的缺點(diǎn)是不提供數(shù)據(jù)冗余，因此一旦用戶數(shù)據(jù)損壞，損壞的數(shù)據(jù)將無法得到恢復(fù)。

　　4、RAID 0具有的特點(diǎn)，使其特別適用于對性能要求較高，而對數(shù)據(jù)安全不太在乎的領(lǐng)域，如圖形工作站等。對于個人用戶，RAID 0也是提高硬盤存儲性能的絕佳選擇。

　　RAID 1

　　1、RAID 1又稱為Mirror或Mirroring(鏡像)，它的宗旨是最大限度的保證用戶數(shù)據(jù)的可用性和可修復(fù)性。 RAID 1的操作方式是把用戶寫入硬盤的數(shù)據(jù)百分之百地自動復(fù)制到另外一個硬盤上。

　　2、當(dāng)讀取數(shù)據(jù)時，系統(tǒng)先從RAID 0的源盤讀取數(shù)據(jù)，如果讀取數(shù)據(jù)成功，則系統(tǒng)不去管備份盤上的數(shù)據(jù);如果讀取源盤數(shù)據(jù)失敗，則系統(tǒng)自動轉(zhuǎn)而讀取備份盤上的數(shù)據(jù)，不會造成用戶工作任務(wù)的中斷。當(dāng)然，我們應(yīng)當(dāng)及時地更換損壞的硬盤并利用備份數(shù)據(jù)重新建立Mirror，避免備份盤在發(fā)生損壞時，造成不可挽回的數(shù)據(jù)損失。

　　3、由于對存儲的數(shù)據(jù)進(jìn)行百分之百的備份，在所有RAID級別中，RAID 1提供最高的數(shù)據(jù)安全保障。同樣，由于數(shù)據(jù)的百分之百備份，備份數(shù)據(jù)占了總存儲空間的一半，因而Mirror(鏡像)的磁盤空間利用率低，存儲成本高。

　　4、Mirror雖不能提高存儲性能，但由于其具有的高數(shù)據(jù)安全性，使其尤其適用于存放重要數(shù)據(jù)，如服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫存儲等領(lǐng)域。

　　RAID 10=RAID 0+1

　　1、正如其名字一樣RAID 0+1是RAID 0和RAID 1的組合形式，也稱為RAID 10。

　　2、以四個磁盤組成的RAID 0+1為例，其數(shù)據(jù)存儲方式如圖所示：RAID 0+1是存儲性能和數(shù)據(jù)安全兼顧的方案。它在提供與RAID 1一樣的數(shù)據(jù)安全保障的同時，也提供了與RAID 0近似的存儲性能。

　　3、由于RAID 0+1也通過數(shù)據(jù)的100%備份功能提供數(shù)據(jù)安全保障，因此RAID 0+1的磁盤空間利用率與RAID 1相同，存儲成本高。

　　4、RAID 0+1的特點(diǎn)使其特別適用于既有大量數(shù)據(jù)需要存取，同時又對數(shù)據(jù)安全性要求嚴(yán)格的領(lǐng)域，如銀行、金融、商業(yè)超市、倉儲庫房、各種檔案管理等。

　　2.2 RAID 2 的特點(diǎn)、原理與應(yīng)用;

　　RAID 2：帶海明碼校驗(yàn)

　　從概念上講，RAID 2 同RAID 3類似， 兩者都是將數(shù)據(jù)條塊化分布于不同的硬盤上， 條塊單位為位或字節(jié)。然而RAID 2 使用一定的編碼技術(shù)來提供錯誤檢查及恢復(fù)。這種編碼技術(shù)需要多個磁盤存放檢查及恢復(fù)信息，使得RAID 2技術(shù)實(shí)施更復(fù)雜。因此，在商業(yè)環(huán)境中很少使用。下圖左邊的各個磁盤上是數(shù)據(jù)的各個位，由一個數(shù)據(jù)不同的位運(yùn)算得到的海明校驗(yàn)碼可以保存另一組磁盤上，具體情況請見下圖。由于海明碼的特點(diǎn)，它可以在數(shù)據(jù)發(fā)生錯誤的情況下將錯誤校正，以保證輸出的正確。它的數(shù)據(jù)傳送速率相當(dāng)高，如果希望達(dá)到比較理想的速度，那最好提高保存校驗(yàn)碼ECC碼的硬盤，對于控制器的設(shè)計(jì)來說，它又比RAID3，4或5要簡單。沒有免費(fèi)的午餐，這里也一樣，要利用海明碼，必須要付出數(shù)據(jù)冗余的代價(jià)。輸出數(shù)據(jù)的速率與驅(qū)動器組中速度最慢的相等。

　　RAID 3 特點(diǎn)、原理與應(yīng)用;

　　RAID 3 是將數(shù)據(jù)先做XOR 運(yùn)算，產(chǎn)生Parity Data后，在將數(shù)據(jù)和Parity Data 以并行存取模式寫入成員磁盤驅(qū)動器中，因此具備并行存取模式的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。進(jìn)一步來說，RAID 3每一筆數(shù)據(jù)傳輸，都更新整個Stripe﹝即每一個成員磁盤驅(qū)動器相對位置的數(shù)據(jù)都一起更新﹞，因此不會發(fā)生需要把部分磁盤驅(qū)動器現(xiàn)有的數(shù)據(jù)讀出來，與新數(shù)據(jù)作XOR運(yùn)算，再寫入的情況發(fā)生﹝這個情況在 RAID 4和RAID 5會發(fā)生，一般稱之為Read、Modify、Write Process，我們姑且譯為為讀、改、寫過程﹞。因此，在所有 RAID級別中，RAID 3的寫入性能是最好的。

　　RAID 3 的 Parity Data 一般都是存放在一個專屬的Parity Disk，但是由于每筆數(shù)據(jù)都更新整個Stripe，因此，RAID 3的 Parity Disk 并不會如RAID 4的 Parity Disk，會造成存取的瓶頸。

　　RAID 3 的并行存取模式，需要RAID 控制器特別功能的支持，才能達(dá)到磁盤驅(qū)動器同步控制，而且上述寫入性能的優(yōu)點(diǎn)，以目前的Caching 技術(shù)，都可以將之取代，因此一般認(rèn)為RAID 3的應(yīng)用，將逐漸淡出市場。

　　RAID4：帶奇偶校驗(yàn)碼的獨(dú)立磁盤結(jié)構(gòu)

　　RAID4和RAID3很象，不同的是，它對數(shù)據(jù)的訪問是按數(shù)據(jù)塊進(jìn)行的，也就是按磁盤進(jìn)行的，每次是一個盤。在圖上可以這么看，RAID3是一次一橫條，而RAID4一次一豎條。它的特點(diǎn)的RAID3也挺象，不過在失敗恢復(fù)時，它的難度可要比RAID3大得多了，控制器的設(shè)計(jì)難度也要大許多，而且訪問數(shù)據(jù)的效率不怎么好。

　　RAID 5

　　1、RAID 5 是一種存儲性能、數(shù)據(jù)安全和存儲成本兼顧的存儲解決方案。 以四個硬盤組成的RAID 5為例，其數(shù)據(jù)存儲方式如圖4所示：圖中，P0為D0，D1和D2的奇偶校驗(yàn)信息，其它以此類推。由圖中可以看出，RAID 5不對存儲的數(shù)據(jù)進(jìn)行備份，而是把數(shù)據(jù)和相對應(yīng)的奇偶

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