各級別Raid最低所需硬盤數(shù)量

1、各級別Raid最低所需硬盤數(shù)量1、要做成各級另U Raid，最少所需硬盤數(shù)量。2、各級別的硬盤大小是否要求一樣大。RAIDRAID的工作原理RAID如何實現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲的高穩(wěn)定性呢？我們 不妨來看一下它的工作原理。RAID按照實現(xiàn)原理的不同分為不 同的級別，不同的級別之間工作模式是有區(qū)別的。整個的RAID 結(jié)構(gòu)是一些磁盤結(jié)構(gòu)，通過對磁盤進行組合達到提高效率，減少 錯誤的目的，不要因為這么多名詞而被嚇壞了，它們的原理實際 上十分簡單。問了便于說明，下面示意圖中的每個方塊代表一個 磁盤，豎的叫塊或磁盤陣列，橫稱之為帶區(qū)。RAID技術(shù)主要包含RAID 0RAID 7等數(shù)個規(guī)范，它們的側(cè)重點各不相同，常見

2、的規(guī)范有如下幾種：RAID 0：無差錯控制的帶區(qū)組要實現(xiàn)RAID0必須要有兩個以上硬盤驅(qū)動器，RAID0實現(xiàn)了帶 區(qū)組，數(shù)據(jù)并不是保存在一個硬盤上，而是分成數(shù)據(jù)塊保存在不 同驅(qū)動器上。因為將數(shù)據(jù)分布在不同驅(qū)動器上，所以數(shù)據(jù)吞吐率 大大提高，驅(qū)動器的負載也比較平衡。如果剛好所需要的數(shù)據(jù)在 不同的驅(qū)動器上效率最好。它不需要計算校驗碼，實現(xiàn)容易。它 的缺點是它沒有數(shù)據(jù)差錯控制，如果一個驅(qū)動器中的數(shù)據(jù)發(fā)生錯 誤，即使其它盤上的數(shù)據(jù)正確也無濟于事了。不應(yīng)該將它用于對 數(shù)據(jù)穩(wěn)定性要求高的場合。如果用戶進行圖象（包括動畫）編輯 和其它要求傳輸比較大的場合使用RAID0比較合適。同時，RAID 可以提高數(shù)據(jù)傳

3、輸速率，比如所需讀取的文件分布在兩個硬盤 上，這兩個硬盤可以同時讀取。那么原來讀取同樣文件的時間被 縮短為1/2。RAID 1：鏡象結(jié)構(gòu)對于使用這種RAID1結(jié)構(gòu)的設(shè)備來說，RAID控制器必須能夠同 時對兩個盤進行讀操作和對兩個鏡象盤進行寫操作。通過下面的 結(jié)構(gòu)圖您也可以看到必須有兩個驅(qū)動器。因為是鏡象結(jié)構(gòu)在一組 盤出現(xiàn)問題時，可以使用鏡象，提高系統(tǒng)的容錯能力。它比較容 易設(shè)計和實現(xiàn)。每讀一次盤只能讀出一塊數(shù)據(jù)，也就是說數(shù)據(jù)塊 傳送速率與單獨的盤的讀取速率相同。因為RAID1的校驗十分 完備，因此對系統(tǒng)的處理能力有很大的影響，通常的RAID功能 由軟件實現(xiàn)，而這樣的實現(xiàn)方法在服務(wù)器負載比較重的

4、時候會大 大影響服務(wù)器效率。當您的系統(tǒng)需要極高的可靠性時，如進行數(shù) 據(jù)統(tǒng)計，那么使用RAID 1比較合適。而且RAID1技術(shù)支持“熱 替換”，即不斷電的情況下對故障磁盤進行更換，更換完畢只要 從鏡像盤上恢復(fù)數(shù)據(jù)即可。當主硬盤損壞時，鏡像硬盤就可以代 替主硬盤工作。鏡像硬盤相當于一個備份盤，可想而知，這種硬 盤模式的安全性是非常高的，但帶來的后果是硬盤容量利用率很 低，只有50%，是所有RAID級別中最低的。RAID2：帶海明碼校驗從概念上講，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

5、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)不同的位運算得到的海明校驗碼可以保存另一 組磁盤上，具體情況請見下圖。由于海明碼的特點，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) 傳送速率相當高，如果希望達到比較理想的速度，那最好提高保 存校驗碼ECC碼的硬盤，對于控制器的設(shè)計來說，它又比 RAID3, 4或5要簡單。沒有免費的午餐，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。輸出數(shù)據(jù)的速率與驅(qū)動器 組中速度最慢的相等。RAID3：帶奇偶校驗碼的并行傳送

6、這種校驗碼與RAID2不同，只能查錯不能糾錯。它訪問數(shù)據(jù)時 一次處理一個帶區(qū)，這樣可以提高讀取和寫入速度。校驗碼在寫 入數(shù)據(jù)時產(chǎn)生并保存在另一個磁盤上。需要實現(xiàn)時用戶必須要有 三個以上的驅(qū)動器，寫入速率與讀出速率都很高，因為校驗位比 較少，因此計算時間相對而言比較少。用軟件實現(xiàn)RAID控制將 是十分困難的，控制器的實現(xiàn)也不是很容易。它主要用于圖形（包 括動畫）等要求吞吐率比較高的場合。不同于RAID 2，RAID 3 使用單塊磁盤存放奇偶校驗信息。如果一塊磁盤失效，奇偶盤及 其他數(shù)據(jù)盤可以重新產(chǎn)生數(shù)據(jù)。如果奇偶盤失效，則不影響數(shù) 據(jù)使用。RAID 3對于大量的連續(xù)數(shù)據(jù)可提供很好的傳輸率，但 對

7、于隨機數(shù)據(jù)，奇偶盤會成為寫操作的瓶頸。RAID4：帶奇偶校驗碼的獨立磁盤結(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 進行的，也就是按磁盤進行的，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)計難度也要大許多，而且訪問數(shù)據(jù)的效率不 怎么好。RAID5：分布式奇偶校驗的獨立磁盤結(jié)構(gòu)從它的示意圖上可以看到，它的奇偶校驗碼存在于所有磁盤上， 其中的p0代表第0帶區(qū)的奇偶校驗值，其它的意思也相同。 RAID5的讀出效率很高，寫入效率一般，塊式的集體訪問

8、效率 不錯。因為奇偶校驗碼在不同的磁盤上，所以提高了可靠性。但 是它對數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟⑿行越鉀Q不好，而且控制器的設(shè)計也相當困 難。RAID 3與RAID 5相比，重要的區(qū)別在于RAID 3每進行一 次數(shù)據(jù)傳輸，需涉及到所有的陣列盤。而對于RAID 5來說，大 部分數(shù)據(jù)傳輸只對一塊磁盤操作，可進行并行操作。在RAID 5 中有“寫損失”，即每一次寫操作，將產(chǎn)生四個實際的讀/寫操作， 其中兩次讀舊的數(shù)據(jù)及奇偶信息，兩次寫新的數(shù)據(jù)及奇偶信息。RAID6:帶有兩種分布存儲的奇偶校驗碼的獨立磁盤結(jié)構(gòu)名字很長，但是如果看到圖，大家立刻會明白是為什么，請注意 p0代表第0帶區(qū)的奇偶校驗值，而pA代表數(shù)據(jù)塊A的奇

9、偶校 驗值。它是對RAID5的擴展，主要是用于要求數(shù)據(jù)絕對不能出 錯的場合。當然了，由于引入了第二種奇偶校驗值，所以需要 N+2個磁盤，同時對控制器的設(shè)計變得十分復(fù)雜，寫入速度也不 好，用于計算奇偶校驗值和驗證數(shù)據(jù)正確性所花費的時間比較 多，造成了不必須的負載。我想除了軍隊沒有人用得起這種東西。RAID7：優(yōu)化的高速數(shù)據(jù)傳送磁盤結(jié)構(gòu)RAID7所有的I/O傳送均是同步進行的，可以分別控制，這樣提 高了系統(tǒng)的并行性，提高系統(tǒng)訪問數(shù)據(jù)的速度；每個磁盤都帶有 高速緩沖存儲器，實時操作系統(tǒng)可以使用任何實時操作芯片，達 到不同實時系統(tǒng)的需要。允許使用SNMP協(xié)議進行管理和監(jiān)視， 可以對校驗區(qū)指定獨立的傳送

10、信道以提高效率?？梢赃B接多臺主 機，因為加入高速緩沖存儲器，當多用戶訪問系統(tǒng)時，訪問時間 幾乎接近于0。由于采用并行結(jié)構(gòu)，因此數(shù)據(jù)訪問效率大大提高。 需要注意的是它引入了一個高速緩沖存儲器，這有利有弊，因為 一旦系統(tǒng)斷電，在高速緩沖存儲器內(nèi)的數(shù)據(jù)就會全部丟失，因此 需要和UPS 一起工作。當然了，這么快的東西，價格也非常昂 出 貝。RAID10：高可靠性與高效磁盤結(jié)構(gòu) 這種結(jié)構(gòu)無非是一個帶區(qū)結(jié)構(gòu)加一個鏡象結(jié)構(gòu)，因為兩種結(jié)構(gòu)各 有優(yōu)缺點，因此可以相互補充，達到既高效又高速還可以的目的。 大家可以結(jié)合兩種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點和缺點來理解這種新結(jié)構(gòu)。這種新 結(jié)構(gòu)的價格高，可擴充性不好。主要用于容易不大，但要求

11、速度 和差錯控制的數(shù)據(jù)庫中。RAID53：高效數(shù)據(jù)傳送磁盤結(jié)構(gòu)越到后面的結(jié)構(gòu)就是對前面結(jié)構(gòu)的一種重復(fù)和再利用，這種結(jié)構(gòu) 就是RAID3和帶區(qū)結(jié)構(gòu)的統(tǒng)一，因此它速度比較快，也有容錯 功能。但價格十分高，不易于實現(xiàn)。這是因為所有的數(shù)據(jù)必須經(jīng) 過帶區(qū)和按位存儲兩種方法，在考慮到效率的情況下，要求這些 磁盤同步真是不容易。RAID0+1：把RAID0和RAID1技術(shù)結(jié)合起來，即RAID0+1。數(shù)據(jù)除分布 在多個盤上外，每個盤都有其物理鏡像盤，提供全冗余能力，允 許一個以下磁盤故障，而不影響數(shù)據(jù)可用性，并具有快速讀/寫 能力。要求至少4個硬盤才能作成RAID0+1。不同RAID級別參數(shù)比較RAID級別RAID0RAID1RAID3RAID5RAID1+0別名條帶映像專用奇偶檢驗帶分布奇偶檢驗帶映像加條帶容錯性無有有有有冗余類型無有有有有熱備盤選項無有有有有讀性能高低高高中間隨機寫性能高低最低？低中間連續(xù)寫性能高低低低中間需要的磁盤數(shù)12n(n=1)=3=32n(n=