RAID技術(shù)分析及參數(shù)（教學(xué)課件）

RAID技術(shù)

什么是RAID？RAID：RedundantArraysofInexpensive（Independent）Disks廉價（獨立）磁盤冗余陣列技術(shù)，是磁盤陣列所使用的主要技術(shù)。可將硬盤根據(jù)可靠性和性能要求的不同分成若干級別。

RAID0，0+1，1，3，5，6RAID10，30，50，60

奇偶校驗parity技術(shù)

parity是應(yīng)用于RAID中的另一種冗余技術(shù)

比如你的一個數(shù)據(jù)單位有x位數(shù)字，那么你可以使用這x位數(shù)字產(chǎn)生一個奇偶校驗位，并且把這個奇偶校驗位作為這個數(shù)據(jù)單位的第x＋1位，如果這x＋1位中的任何一個丟失，剩下的x位仍能修復(fù)這個數(shù)據(jù)。

奇偶校驗parity技術(shù)

一般的這個額外的奇偶校驗數(shù)據(jù)由異或邏輯運算(XOR,eXclusiveOR

)產(chǎn)生。如果你對異或邏輯運算不清楚。下表講讓你明白：很簡單“真”“真”異或的結(jié)果是真,“假”“假”異或的結(jié)果也是真，“真”“假”異或結(jié)果是“假”,這里的“真”“假”分別等同于二進(jìn)制的0、1。例如

10101010xor11111111=01010101

11111111xor01010101=10101010

10101010xor01010101=11111111

延展（striping）技術(shù)

striping技術(shù)通過把數(shù)據(jù)分布到磁盤陣列的所有驅(qū)動器上以提高性能——而延展技術(shù)的主要原理是并行處理。Striping

寫——是將一個完整的數(shù)據(jù)文件分成若干塊依次同時寫入不同的硬盤，即增加了可靠性又充分利用了各個硬盤的讀寫能力將速度發(fā)揮到最大。Striping

讀——單塊硬盤上有個非常大的文件，讀時只能從頭到尾的讀取。而striping技術(shù)在讀取的時候是從多個硬盤里同時讀取。

硬盤越多，性能提高越明顯。RAID0

技術(shù)：RAID-0只用到DataStriping，就是把數(shù)據(jù)分散成以sector為單位寫入磁盤內(nèi)。優(yōu)點：由于陣列中的硬盤在同一時間共同分擔(dān)每筆數(shù)據(jù)的寫入及讀取操作，所以RAID-0執(zhí)行效率遠(yuǎn)超過一個硬盤或其它RAID形式。缺點：RAID-0沒有容錯功能(Fault-Tolerance)，也就是說當(dāng)陣列中的任一個硬盤故障，整個陣列也因數(shù)據(jù)的不完整而造成資料損毀。應(yīng)用：以RAID-0的執(zhí)行效率來看較適用于順序且大數(shù)據(jù)量的連續(xù)存儲環(huán)境，并對安全性要求低的環(huán)境。容量:RAID-0磁盤陣列有效之?dāng)?shù)據(jù)容量為

Nx單塊硬盤容量

(N：硬盤數(shù))RAID1

技術(shù)：就是大家熟悉的“DiskMirroring”，使用兩塊相同容量的硬盤，系統(tǒng)一次寫入2份相同的數(shù)據(jù)到這兩個硬盤內(nèi)，而系統(tǒng)可使用的只是一個硬盤的容量(RAID1基本上並沒有用到“DataStriping”的技術(shù))

。優(yōu)點：RAID1提供了相當(dāng)好的效率，因為

mirrored的兩個硬盤數(shù)據(jù)皆相同，系統(tǒng)可以有效率的選擇從哪一個硬盤來讀取數(shù)據(jù)會比較快，另一方面，容錯(Fault-Tolerance)功能也是相當(dāng)重要的原因，由于兩個硬盤數(shù)據(jù)相同，故當(dāng)其中一個硬盤損毀，另一個可以繼續(xù)接著工作。缺點：需要比需求容量多一倍的硬盤，費用較高。容量:RAID1磁盤陣列有效的數(shù)據(jù)容量為

(N/2)x單塊硬盤容量

(N：硬盤數(shù))RAID3技術(shù)：RAID-3運用了與RAID-0相同的技術(shù)，最大的差別是它多了一塊硬盤來儲存Parity的資料，目地是為了系統(tǒng)的容錯功能(Fault-Tolerance)。一樣是分成條帶（Stripe）存入數(shù)據(jù)陣列中，RAID-3會把這些片段數(shù)據(jù)以XOR

的邏輯運算方式計算出一個值--ParityData，然后再將此Parity值儲存到專屬的Parity硬盤內(nèi)，其最主要的作用就在于當(dāng)磁盤陣列中的某一個硬盤出了問題，系統(tǒng)仍可依照Parity的計算模式繼續(xù)工作。優(yōu)點：適用在順序且大數(shù)據(jù)量的連續(xù)存儲，以及Single-User的環(huán)境上，如CAD/CAM系統(tǒng)，ImageProcessing，Audio/VideoData.....等，通過“DataStriping”，在轉(zhuǎn)速相同的硬盤陣列中可以達(dá)到相當(dāng)好的效率。缺點：因為每次的I/O讀取動作都必須由每一個硬盤在同一時間來處理，所以以效率來看並不適用于Multi-I/O，Multi-Users的環(huán)境中。容量:RAID3磁盤陣列有效的數(shù)據(jù)容量為

(N-1)x單塊硬盤的容量

(N：硬盤數(shù))RAID3RAID5技術(shù)：與RAID-3相同，關(guān)鍵之處是把條帶改成了“塊”。并將Parity分散于所有RAID結(jié)構(gòu)的硬盤中，不需要專門的Parity硬盤，每個硬盤都記錄著其它陣列中硬盤的Parity數(shù)據(jù)，若當(dāng)陣列中某一個硬盤損壞時，便很容易地可由其它硬盤來修復(fù)／重建數(shù)據(jù)以達(dá)到系統(tǒng)容錯能力?？稍谕粫r間內(nèi)執(zhí)行多個I/O動作，提高了整體

Read/Write的效率，也正好符合Multi-I/O，Multi-User的環(huán)境。寫入時把條帶改成了數(shù)據(jù)塊.優(yōu)點：RAID-5的技術(shù)可以說是綜合了以上所有不同RAID技術(shù)的優(yōu)點。是在磁盤陣列技術(shù)上相當(dāng)具有潛力的架構(gòu)，越來越多的使用者將他們的網(wǎng)絡(luò)主機或數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)架構(gòu)在RAID-5的基礎(chǔ)上，因為它將是儲存技術(shù)的主流。容量:RAID5磁盤陣列有效的數(shù)據(jù)容量為(N-1)x單塊硬盤容量

(N：硬盤數(shù))RAID5RAID5RAID5RAID5RAID6技術(shù)RAID6MinimumDisksRequired4CapacityN-2RedundancyYesWithstandstwodrivefailures,oronediskfailureandbadblocksonanotherdriveRAID6RAID10/30技術(shù)：RAID10、30技術(shù)相當(dāng)于RAID1或3加RAID0組合而成，數(shù)據(jù)寫入前先做RAID1或RAID3，再藉由“DataStriping”技術(shù)，通過RAID0將邏輯磁盤組合成一個大容量之邏輯磁盤，達(dá)到更高數(shù)據(jù)容錯保護(hù)機制，即為RAID10或RAID30。RAID50技術(shù)：RAID50就是以RAID0技術(shù)將兩個(含)以上相同容量之RAID5邏輯磁盤組合成另一個大容量之邏輯磁盤，當(dāng)數(shù)據(jù)要寫入時，會先將數(shù)據(jù)做RAID0“DataStriping”分散在各個RAID5邏輯磁盤，再由各個RAID5邏輯磁盤依其技術(shù)特性寫入實體硬盤內(nèi)。優(yōu)點：此種技術(shù)可以整合多個邏輯磁盤獲得更大容量的磁盤空間，亦可得到更高的數(shù)據(jù)安全機制。缺點：必須花費較高的成本(每一個RAID5邏輯磁盤所能使用的磁盤空間為N–1)。NRAID技術(shù)：NRAID即Non-RAID。此技術(shù)只是將所有硬盤虛擬成一個大容量邏輯磁盤機(容量等于所有硬盤空間總和)，且不具備RAID或“DataStriping”特性，因此也無法達(dá)到容錯及提高效率等功能。謝謝！9、人的價值，在招收誘惑的一瞬間被決定。03-2月-2303-2月-23Friday,February3,202310、低頭要有勇氣，抬頭要有低氣。***2/3/20234:38:38PM11、人總是珍惜為得到。03-2月-23**Feb-2303-Feb-2312、人亂于心，不寬余請。***Friday,February3,202313、生氣是拿別人做錯的事來懲罰自己。03-2月-2303-2月-23**03February202314、抱最大的希望，作最大的努力。03二月2023**03-2月-2315、一個人炫耀什么，說明他內(nèi)心缺少什么。。二月23*03-2月-23*03February202316、業(yè)余生活要有意義，不要越軌。**2/3/202317、一個人即使已登上頂峰，也仍要自強不息。***03-2月-23謝謝大家9、人的價值，在招收誘惑的一瞬間被決定。03-2月-2303-2月-23Friday,February3,202310、低頭要有勇氣，抬頭要有低氣。***2/3/20234:38:38PM11、人總是珍惜為得到。03-2月-23**Feb-2303-Feb-2312、人亂于心，不寬余請。***Friday,February3,202313、生氣