儲(chǔ)存磁盤(pán)陣列柜基礎(chǔ)知識(shí)

儲(chǔ)存磁盤(pán)陣列柜基礎(chǔ)知識(shí)第一頁(yè)，共四十六頁(yè)，2022年，8月28日2磁盤(pán)陣列柜概述磁盤(pán)陣列簡(jiǎn)稱(chēng)RAID(RedundantArraysofInexpensiveDisks)，有“價(jià)格便宜且多余的磁盤(pán)陣列”之意。其原理是利用數(shù)組方式來(lái)作磁盤(pán)組，配合數(shù)據(jù)分散排列的設(shè)計(jì)，提升數(shù)據(jù)的安全性。磁盤(pán)陣列主要針對(duì)硬盤(pán)，在容量及速度上，無(wú)法跟上CPU及內(nèi)存的發(fā)展，提出改善方法。磁盤(pán)陣列是由很多便宜、容量較小、穩(wěn)定性較高、速度較慢磁盤(pán)，組合成一個(gè)大型的磁盤(pán)組，利用個(gè)別磁盤(pán)提供數(shù)據(jù)所產(chǎn)生的加成效果來(lái)提升整個(gè)磁盤(pán)系統(tǒng)的效能。同時(shí)，在儲(chǔ)存數(shù)據(jù)時(shí)，利用這項(xiàng)技術(shù)，將數(shù)據(jù)切割成許多區(qū)段，分別存放在各個(gè)硬盤(pán)上。磁盤(pán)陣列還能利用同位檢查(ParityCheck)的觀念，在數(shù)組中任一顆硬盤(pán)故障時(shí)，仍可讀出數(shù)據(jù)，在數(shù)據(jù)重構(gòu)時(shí)，將故障硬盤(pán)內(nèi)的數(shù)據(jù)，經(jīng)計(jì)算后重新置入新硬盤(pán)中。而磁盤(pán)陣列柜就是裝配了眾多硬盤(pán)的外置的RAID。第二頁(yè)，共四十六頁(yè)，2022年，8月28日ServerHBARAIDsub-systemFibreChannelEthernettoClientworkstationsDualControllerRAIDwithonlyonecontrollerinuse(Bnotusedinthisexample).ThisRAIDsystemhasfourSCSIbuseswithfivedrivesoneachbus.ControllerSCSIChipControllerSCSIChip基本配置第三頁(yè)，共四十六頁(yè)，2022年，8月28日ServerRAIDsub-systemHBAFibreChannelEthernettoClientworkstationsDualindependentcontrollerswithautomaticfail-overforcontinuousavailabilityincaseonecontrolleroronefiberlinkfails.HBAFibreChannelControllerSCSIChipControllerSCSIChipSampleSCSI/SASsubsystem雙控配置第四頁(yè)，共四十六頁(yè)，2022年，8月28日5存儲(chǔ)的參數(shù)主機(jī)通道（主機(jī)接口）:幾個(gè)?什么類(lèi)型?

SCSI接口、FC接口、iSCSI接口、SAS接口磁盤(pán)通道（磁盤(pán)接口）:能接多少塊硬盤(pán)?什么接口?

SATA、SCSI、FC、SAS存儲(chǔ)連接設(shè)備:用于服務(wù)器與存儲(chǔ)直接連接的設(shè)備。

SCSI卡、SAS卡、RAID卡、FC通道卡、以太網(wǎng)口、FC交換機(jī)、以太網(wǎng)交換機(jī)第五頁(yè)，共四十六頁(yè)，2022年，8月28日磁盤(pán)陣列柜的應(yīng)用由于磁盤(pán)陣列柜具有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)速度快、存儲(chǔ)容量大等優(yōu)點(diǎn)，所以磁盤(pán)陣列柜通常比較適合在企業(yè)內(nèi)部的中小型中央集群網(wǎng)存儲(chǔ)區(qū)域進(jìn)行海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。6第六頁(yè)，共四十六頁(yè)，2022年，8月28日7存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)企業(yè)存儲(chǔ)技術(shù)發(fā)展日新月異，早期大型服務(wù)器的DAS技術(shù)（DirectAttachedStorage，直接附加存儲(chǔ)，又稱(chēng)直連存儲(chǔ)），后來(lái)為了提高存儲(chǔ)空間的利用及管理安裝上的效率，因而有了SAN（StorageAreaNetwork，存儲(chǔ)局域網(wǎng)絡(luò)）技術(shù)的誕生，SAN可說(shuō)是DAS網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展趨勢(shì)下的產(chǎn)物。早先的SAN采用的是光纖通道（FC，F(xiàn)iberChannel）技術(shù)，所以在iSCSI出現(xiàn)以前，SAN多半單指FC而言。一直到iSCSI問(wèn)世，為了方便區(qū)別，業(yè)界才分別以FC-SAN和IP-SAN。

NAS（NetworkAttachedStorage：網(wǎng)絡(luò)附屬存儲(chǔ)）是一種將分布、獨(dú)立的數(shù)據(jù)整合為大型、集中化管理的數(shù)據(jù)中心，以便于對(duì)不同主機(jī)和應(yīng)用服務(wù)器進(jìn)行訪問(wèn)的技術(shù)。第七頁(yè)，共四十六頁(yè)，2022年，8月28日8DAS：直接附加存儲(chǔ)

的DAS(DriectAttachedStorage—直接附件存儲(chǔ)）是指將存儲(chǔ)設(shè)備通過(guò)SAS線(xiàn)纜或光纖通道直接連接到服務(wù)器上。第八頁(yè)，共四十六頁(yè)，2022年，8月28日9DAS：直接附加存儲(chǔ)存儲(chǔ)直接連接到一臺(tái)服務(wù)器上SCSI,SAS,iSCSI,FC塊級(jí)別I/O內(nèi)部磁盤(pán)具備/不具備RAID保護(hù)外部磁盤(pán)存儲(chǔ)系統(tǒng)基于控制器的RAID引擎第九頁(yè)，共四十六頁(yè)，2022年，8月28日內(nèi)部DASMotherboardMotherboard內(nèi)部磁盤(pán)

無(wú)RAIDROC內(nèi)部磁盤(pán)

主板集成RAID

(ROC)MotherboardHA內(nèi)部磁盤(pán)RAID主機(jī)卡MotherboardSW內(nèi)部磁盤(pán)

軟件RAIDApplication

ServerApplication

ServerApplication

ServerApplication

Server第十頁(yè)，共四十六頁(yè)，2022年，8月28日外部DASMotherboardHA通過(guò)主機(jī)連接卡連接的外部存儲(chǔ)系統(tǒng)

基于控制器的RAIDControllersApplication

Server第十一頁(yè)，共四十六頁(yè)，2022年，8月28日外部DAS優(yōu)勢(shì)成本低驅(qū)動(dòng)器通常在服務(wù)器內(nèi)部使用迅速具備一些數(shù)據(jù)保護(hù)內(nèi)部DAS優(yōu)勢(shì)比將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在客戶(hù)端更好增加的可靠性和性能RAID保護(hù)增強(qiáng)的特性和功能性

可擴(kuò)展性第十二頁(yè)，共四十六頁(yè)，2022年，8月28日13SAN：存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)

SAN（StorageAeraNetwork）存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)，是一種通過(guò)網(wǎng)絡(luò)方式連接存儲(chǔ)設(shè)備和應(yīng)用服務(wù)器的存儲(chǔ)構(gòu)架，這個(gè)網(wǎng)絡(luò)專(zhuān)用于主機(jī)和存儲(chǔ)設(shè)備之間的訪問(wèn)。當(dāng)有數(shù)據(jù)的存取需求時(shí)，數(shù)據(jù)可以通過(guò)存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)在服務(wù)器和后臺(tái)存儲(chǔ)設(shè)備之間高速傳輸。

(FC-SAN)(IP-SAN)第十三頁(yè)，共四十六頁(yè)，2022年，8月28日14SAN的誤區(qū)

SAN的發(fā)展歷程較短，從90年代后期興起，由于當(dāng)時(shí)以太網(wǎng)的帶寬有限，而FC協(xié)議在當(dāng)時(shí)就可以支持1Gb的帶寬，因此早期的SAN存儲(chǔ)系統(tǒng)多數(shù)由FC存儲(chǔ)設(shè)備構(gòu)成，導(dǎo)致很多用戶(hù)誤以為SAN就是光纖通道設(shè)備，其實(shí)SAN代表的是一種專(zhuān)用于存儲(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，與協(xié)議和設(shè)備類(lèi)型無(wú)關(guān)，隨著千兆以太網(wǎng)的普及和萬(wàn)兆以太網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)，人們對(duì)于SAN的理解將更為全面。第十四頁(yè)，共四十六頁(yè)，2022年，8月28日15SAN的組成

SAN由服務(wù)器，后端存儲(chǔ)系統(tǒng)，SAN連接設(shè)備組成；后端存儲(chǔ)系統(tǒng)由SAN控制器和磁盤(pán)系統(tǒng)構(gòu)成，控制器是后端存儲(chǔ)系統(tǒng)的關(guān)鍵，它提供存儲(chǔ)接入，數(shù)據(jù)操作及備份，數(shù)據(jù)共享、數(shù)據(jù)快照等數(shù)據(jù)安全管理，及系統(tǒng)管理等一系列功能。后端存儲(chǔ)系統(tǒng)為SAN解決方案提供了存儲(chǔ)空間。使用磁盤(pán)陣列和RAID策略為數(shù)據(jù)提供存儲(chǔ)空間和安全保護(hù)措施。連接設(shè)備包括交換機(jī)，HBA卡和各種介質(zhì)的連接線(xiàn)。SAN的優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備整合，多臺(tái)服務(wù)器可以通過(guò)存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)同時(shí)訪問(wèn)后端存儲(chǔ)系統(tǒng)，不必為每臺(tái)服務(wù)器單獨(dú)購(gòu)買(mǎi)存儲(chǔ)設(shè)備，降低存儲(chǔ)設(shè)備異構(gòu)化程度，減輕維護(hù)工作量，降低維護(hù)費(fèi)用；數(shù)據(jù)集中，不同應(yīng)用和服務(wù)器的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)了物理上的集中，空間調(diào)整和數(shù)據(jù)復(fù)制等工作可以在一臺(tái)設(shè)備上完成，大大提高了存儲(chǔ)資源利用率；高擴(kuò)展性，存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)使得服務(wù)器可以方便的接入現(xiàn)有SAN環(huán)境，較好的適應(yīng)應(yīng)用變化的需求；總體擁有成本低，存儲(chǔ)設(shè)備的整合和數(shù)據(jù)集中管理，大大降低了重復(fù)投資率和長(zhǎng)期管理維護(hù)成本；第十五頁(yè)，共四十六頁(yè)，2022年，8月28日16FC-SAN早期的SAN采用的是光纖通道（FC，F(xiàn)iberChannel）技術(shù)，所以，以前的SAN多指采用光纖通道的存儲(chǔ)局域網(wǎng)絡(luò)，到了iSCSI協(xié)議出現(xiàn)以后，為了區(qū)分，業(yè)界就把SAN分為FC-SAN和IP-SAN。

第十六頁(yè)，共四十六頁(yè)，2022年，8月28日17IP-SANIPSAN的基本想法是通過(guò)高速以太網(wǎng)絡(luò)連接服務(wù)器和后端存儲(chǔ)系統(tǒng)。將SCSI指令和數(shù)據(jù)塊經(jīng)過(guò)高速以太網(wǎng)傳輸，繼承以太網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)建立一個(gè)開(kāi)放、高性能、高可靠性，高可擴(kuò)展的存儲(chǔ)資源平臺(tái)。

將數(shù)據(jù)塊和SCSI指令通過(guò)TCP/IP協(xié)議承載，通過(guò)千兆/萬(wàn)兆專(zhuān)用的以太網(wǎng)絡(luò)連接應(yīng)用服務(wù)器和存儲(chǔ)設(shè)備，這樣的解決方案稱(chēng)為IPSAN。第十七頁(yè)，共四十六頁(yè)，2022年，8月28日18NAS（NetworkAttachedStorage：網(wǎng)絡(luò)附屬存儲(chǔ)）NAS（NetworkAttachedStorage：網(wǎng)絡(luò)附屬存儲(chǔ)）是一種將分布、獨(dú)立的數(shù)據(jù)整合為大型、集中化管理的數(shù)據(jù)中心，以便于對(duì)不同主機(jī)和應(yīng)用服務(wù)器進(jìn)行訪問(wèn)的技術(shù)。按字面簡(jiǎn)單說(shuō)就是連接在網(wǎng)絡(luò)上,具備資料存儲(chǔ)功能的裝置，因此也稱(chēng)為“網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)器”。它是一種專(zhuān)用數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)器。它以數(shù)據(jù)為中心，將存儲(chǔ)設(shè)備與服務(wù)器徹底分離，集中管理數(shù)據(jù)，從而釋放帶寬、提高性能、降低總擁有成本、保護(hù)投資。其成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于使用服務(wù)器存儲(chǔ)，而效率卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于后者。NAS（NetworkAttachedStorage—網(wǎng)絡(luò)附加存儲(chǔ)），是一種文件共享服務(wù)。擁有自己的文件系統(tǒng)，通過(guò)NFS或CIFS對(duì)外提供文件訪問(wèn)服務(wù)。

第十八頁(yè)，共四十六頁(yè)，2022年，8月28日19NAS定義

NAS被定義為一種特殊的專(zhuān)用數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)器，包括存儲(chǔ)器件（例如磁盤(pán)陣列、CD/DVD驅(qū)動(dòng)器、磁帶驅(qū)動(dòng)器或可移動(dòng)的存儲(chǔ)介質(zhì)）和內(nèi)嵌系統(tǒng)軟件，可提供跨平臺(tái)文件共享功能。NAS通常在一個(gè)LAN上占有自己的節(jié)點(diǎn)，無(wú)需應(yīng)用服務(wù)器的干預(yù)，允許用戶(hù)在網(wǎng)絡(luò)上存取數(shù)據(jù)，在這種配置中，NAS集中管理和處理網(wǎng)絡(luò)上的所有數(shù)據(jù)，將負(fù)載從應(yīng)用或企業(yè)服務(wù)器上卸載下來(lái)，有效降低總擁有成本，保護(hù)用戶(hù)投資。

NAS本身能夠支持多種協(xié)議（如NFS、CIFS、FTP、HTTP等），而且能夠支持各種操作系統(tǒng)。通過(guò)任何一臺(tái)工作站，采用IE或Netscape瀏覽器就可以對(duì)NAS設(shè)備進(jìn)行直觀方便的管理。

第十九頁(yè)，共四十六頁(yè)，2022年，8月28日20SAN和NAS的區(qū)別：SAN是一種網(wǎng)絡(luò)，NAS產(chǎn)品是一個(gè)專(zhuān)有文件服務(wù)器或一個(gè)只能文件訪問(wèn)設(shè)備。

SAN是在服務(wù)器和存儲(chǔ)器之間用作I/O路徑的專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)。

SAN包括面向塊（SCIS）和面向文件（NAS）的存儲(chǔ)產(chǎn)品。

NAS產(chǎn)品能通過(guò)SAN連接到存儲(chǔ)設(shè)備

第二十頁(yè)，共四十六頁(yè)，2022年，8月28日21NAS網(wǎng)關(guān)NAS和SAN結(jié)合中出現(xiàn)了NAS網(wǎng)關(guān)這個(gè)部件。NAS網(wǎng)關(guān)主要由專(zhuān)為提供文件服務(wù)而優(yōu)化的操作系統(tǒng)和相關(guān)硬件組成，可以看作是一個(gè)專(zhuān)門(mén)的文件管理器。NAS網(wǎng)關(guān)連接到后端上的SAN上，使的SAN的大容量存儲(chǔ)空間可以為NAS所用。因此，NAS網(wǎng)關(guān)后面的存儲(chǔ)空間可以根據(jù)環(huán)境的需求擴(kuò)展到非常大的容量。第二十一頁(yè)，共四十六頁(yè)，2022年，8月28日22NAS網(wǎng)關(guān)“NAS網(wǎng)關(guān)”方案主要是在NAS一端增加了可與SAN相連的“接口”，系統(tǒng)對(duì)外只有一個(gè)用戶(hù)接口。NAS網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)雖然在一定程度上解決了NAS與SAN系統(tǒng)的存儲(chǔ)設(shè)備級(jí)的共享問(wèn)題，但在文件級(jí)的共享問(wèn)題上卻與傳統(tǒng)的NAS系統(tǒng)遇到了同樣的可擴(kuò)展性問(wèn)題。當(dāng)一個(gè)文件系統(tǒng)負(fù)載很大時(shí)，NAS網(wǎng)關(guān)很可能成為系統(tǒng)的瓶頸第二十二頁(yè)，共四十六頁(yè)，2022年，8月28日主要協(xié)議和相關(guān)技術(shù)

SCSISCSI是小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口（SmallComputerSystemInterface）的簡(jiǎn)稱(chēng)，于1979首次提出，是為小型機(jī)研制的一種接口技術(shù)，現(xiàn)在已完全普及到了小型機(jī)，高低端服務(wù)器以及普通PC上。SCSI可以劃分為SCSI-1、SCSI-2、SCSI-3，最新的為SCSI-3，也是目前應(yīng)用最廣泛的SCSI版本。1、SCSI-1：1979年提出，支持同步和異步SCSI外圍設(shè)備；支持7臺(tái)8位的外圍設(shè)備，最大數(shù)據(jù)傳輸速度為5MB/s。2、SCSI-2：1992年提出，也稱(chēng)為FastSCSI，數(shù)據(jù)傳輸率提高到20MB/s。3、SCSI-3：1995年提出，UltraSCSI（Fast-20）。Ultra2SCSI（Fast-40）出現(xiàn)于1997年，最高傳輸速率可達(dá)80MB/s。1998年9月，Ultra3SCSI（Utra160SCSI）正式發(fā)布，最高數(shù)據(jù)傳輸率為160MB/s。Ultra320SCSI的最高數(shù)據(jù)傳輸率已經(jīng)達(dá)到了320MB/s。23第二十三頁(yè)，共四十六頁(yè)，2022年，8月28日SCSI是什么?微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口(SCSI)Pronounced“skuzzy”SAS是什么?串聯(lián)SCSI第二十四頁(yè)，共四十六頁(yè)，2022年，8月28日SCSI接口….starteditall!工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)I/O總線(xiàn)StandardconnectorsarethesameoneachdeviceAlldevicesshareacommonbus8-bitdatabus16-bitdatabus第二十五頁(yè)，共四十六頁(yè)，2022年，8月28日WhatisSAS?串聯(lián)SCSI(SAS)是并口SCSI的終結(jié)者新的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)提供了非凡的性能提升3-GbpsSASx4“寬”端口提供累計(jì)高達(dá)12-Gbps的帶寬主機(jī)連接以及擴(kuò)展第二十六頁(yè)，共四十六頁(yè)，2022年，8月28日理解SAS“寬”端口每SAS線(xiàn)纜是3-Gbps到驅(qū)動(dòng)器是獨(dú)立線(xiàn)纜“x4寬”在一個(gè)接口中包括4根線(xiàn)纜2,3,4線(xiàn)纜僅在當(dāng)前I/Os超出1號(hào)線(xiàn)纜通道性能情況下使用44123132第二十七頁(yè)，共四十六頁(yè)，2022年，8月28日理解SAS“寬”端口44123132每SAS線(xiàn)纜是3-Gbps到驅(qū)動(dòng)器是獨(dú)立線(xiàn)纜“x4寬”在一個(gè)接口中包括4根線(xiàn)纜2,3,4線(xiàn)纜僅在當(dāng)前I/Os超出1號(hào)線(xiàn)纜通道性能情況下使用第二十八頁(yè)，共四十六頁(yè)，2022年，8月28日ServerSASHBAorSCSIadapterRAIDsub-systemSCSIorSASEthernettoClientworkstationsDualControllerRAIDwithonlyonecontrollerinuse(Bnotusedinthisexample).ThisRAIDsystemhasfourSCSIbuseswithfivedrivesoneachbus.ControllerSCSI/SASChipControllerSCSI/SASChipSCSI與SAS適用于哪里?第二十九頁(yè)，共四十六頁(yè)，2022年，8月28日RAID技術(shù)

RAID概述RAID為廉價(jià)磁盤(pán)冗余陣列（RedundantArrayofInexpensiveDisks），RAID技術(shù)將一個(gè)個(gè)單獨(dú)的磁盤(pán)以不同的組合方式形成一個(gè)邏輯硬盤(pán)，從而提高了磁盤(pán)讀取的性能和數(shù)據(jù)的安全性。不同的組合方式用RAID級(jí)別來(lái)標(biāo)識(shí)。RAID技術(shù)是由美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校D.A.Patterson教授在1988年提出的，作為高性能、高可靠的存儲(chǔ)技術(shù)，在今天已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。30第三十頁(yè)，共四十六頁(yè)，2022年，8月28日RAID級(jí)別

RAID技術(shù)經(jīng)過(guò)不斷的發(fā)展，現(xiàn)在已擁有了從RAID0到5等6種明確標(biāo)準(zhǔn)級(jí)別的RAID級(jí)別。另外，其他還有6、7、10（RAID1與RAID0的組合）、01（RAID0與RAID1的組合）、30（RAID3與RAID0的組合）、50（RAID0與RAID5的組合）等。不同RAID級(jí)別代表著不同的存儲(chǔ)性能、數(shù)據(jù)安全性和存儲(chǔ)成本，下面將介紹如下RAID級(jí)別：0、1、2、3、4、5、6、01、10。31第三十一頁(yè)，共四十六頁(yè)，2022年，8月28日RAID-0RAID0也稱(chēng)為條帶化（stripe），將數(shù)據(jù)分成一定的大小順序的寫(xiě)道陣列的磁盤(pán)里，RAID0可以并行的執(zhí)行讀寫(xiě)操作，可以充分利用總線(xiàn)的帶寬，理論上講，一個(gè)由N個(gè)磁盤(pán)組成的RAID0系統(tǒng)，它的讀寫(xiě)性能將是單個(gè)磁盤(pán)讀取性能的N倍。且磁盤(pán)空間的存儲(chǔ)效率最大（100％）RAID0有一個(gè)明顯的缺點(diǎn)：不提供數(shù)據(jù)冗余保護(hù)，一旦數(shù)據(jù)損壞，將無(wú)法恢復(fù)。32第三十二頁(yè)，共四十六頁(yè)，2022年，8月28日RAID-033第三十三頁(yè)，共四十六頁(yè)，2022年，8月28日如圖所示：系統(tǒng)向RAID0系統(tǒng)（2個(gè)磁盤(pán)組成）發(fā)出的I/O數(shù)據(jù)請(qǐng)求被轉(zhuǎn)化為2項(xiàng)操作，其中的每一項(xiàng)操作都對(duì)應(yīng)于一塊物理硬盤(pán)。通過(guò)建立RAID0，原先順序的數(shù)據(jù)請(qǐng)求被分散到2塊硬盤(pán)中同時(shí)執(zhí)行。從理論上講，2塊硬盤(pán)的并行操作使同一時(shí)間內(nèi)磁盤(pán)讀寫(xiě)速度提升了2倍。但由于總線(xiàn)帶寬等多種因素的影響，實(shí)際的提升速率會(huì)低于理論值，但是，大量數(shù)據(jù)并行傳輸與串行傳輸比較，性能必然大幅提高。RAID0應(yīng)用于對(duì)讀取性能要求較高但所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)為非重要數(shù)據(jù)的情況下。34第三十四頁(yè)，共四十六頁(yè)，2022年，8月28日RAID-1

RAID1成為鏡像（mirror），它將數(shù)據(jù)完全一致的分別寫(xiě)到工作磁盤(pán)和鏡像磁盤(pán)，因此它的磁盤(pán)空間利用率為50％，在數(shù)據(jù)寫(xiě)入時(shí)時(shí)間會(huì)有影響，但是讀的時(shí)候沒(méi)有任何影響，RAID0提供了最佳的數(shù)據(jù)保護(hù)，一旦工作磁盤(pán)發(fā)生故障，系統(tǒng)自動(dòng)從鏡像磁盤(pán)讀取數(shù)據(jù)，不會(huì)影響用戶(hù)工作。RAID1應(yīng)用于對(duì)數(shù)據(jù)保護(hù)極為重視的應(yīng)用35第三十五頁(yè)，共四十六頁(yè)，2022年，8月28日RAID-2

RAID2稱(chēng)為糾錯(cuò)海明碼磁盤(pán)陣列，陣列中序號(hào)為2N的磁盤(pán)（第1、2、4、6……）作為校驗(yàn)盤(pán)，其余的磁盤(pán)用于存放數(shù)據(jù)，磁盤(pán)數(shù)目越多，校驗(yàn)盤(pán)所占比率越少。RAID2在大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)額情況下性能很高，RAID2的實(shí)際應(yīng)用很少。36第三十六頁(yè)，共四十六頁(yè)，2022年，8月28日RAID-3

RAID3采用一個(gè)硬盤(pán)作為校驗(yàn)盤(pán)，其余磁盤(pán)作為數(shù)據(jù)盤(pán)，數(shù)據(jù)按位或字節(jié)的方式交叉的存取到各個(gè)數(shù)據(jù)盤(pán)中。不同磁盤(pán)上同一帶區(qū)的數(shù)據(jù)做異或校驗(yàn)，并把校驗(yàn)值寫(xiě)入到校驗(yàn)盤(pán)中。RAID3系統(tǒng)在完整的情況下讀取時(shí)沒(méi)有任何性能上的影響，讀性能與RAID0一致，卻提供了數(shù)據(jù)容錯(cuò)能力，但是，在寫(xiě)時(shí)性能大為下降，因?yàn)槊恳淮螌?xiě)操作，即使是改動(dòng)某個(gè)數(shù)據(jù)盤(pán)上的一個(gè)數(shù)據(jù)塊，也必須根據(jù)所有同一帶區(qū)的數(shù)據(jù)來(lái)重新計(jì)算校驗(yàn)值寫(xiě)入到校驗(yàn)盤(pán)中，一個(gè)寫(xiě)操作包含了寫(xiě)入數(shù)據(jù)塊，讀取同一帶區(qū)的數(shù)據(jù)塊，計(jì)算校驗(yàn)值，寫(xiě)入校驗(yàn)值等操作，系統(tǒng)開(kāi)銷(xiāo)大為增加。當(dāng)RAID3中有數(shù)據(jù)盤(pán)出現(xiàn)損壞，不會(huì)影響用戶(hù)讀取數(shù)據(jù)，如果讀取的數(shù)據(jù)塊正好在損壞的磁盤(pán)上，則系統(tǒng)需要讀取所有同一帶區(qū)的數(shù)據(jù)塊，然后根據(jù)校驗(yàn)值重新構(gòu)建數(shù)據(jù)，系統(tǒng)性能受到影響。37第三十七頁(yè)，共四十六頁(yè)，2022年，8月28日RAID-3

RAID3的校驗(yàn)盤(pán)在系統(tǒng)接受大量的寫(xiě)操作時(shí)容易形成性能瓶頸，因而適用于有大量讀操作如web系統(tǒng)以及信息查詢(xún)等應(yīng)用或持續(xù)大塊數(shù)據(jù)流（例如非線(xiàn)性編輯）的應(yīng)用38第三十八頁(yè)，共四十六頁(yè)，2022年，8月28日RAID-4

RAID4與RAID3基本一致，區(qū)別在于條帶化的方式不一樣，RAID4按照塊的方式存放數(shù)據(jù)，所以在寫(xiě)操作時(shí)只涉及兩塊磁盤(pán)，數(shù)據(jù)盤(pán)和校驗(yàn)盤(pán)，提高了系統(tǒng)的IO性能。但面對(duì)隨機(jī)的分散的寫(xiě)操作，單一的校驗(yàn)盤(pán)往往成為性能瓶頸39第三十九頁(yè)，共四十六頁(yè)，2022年，8月28日RAID-5

RAID5與RAID3的機(jī)制相似，但是數(shù)據(jù)校驗(yàn)的信息被均勻的分散到的陣列的各個(gè)磁盤(pán)上，這樣就不存在并發(fā)寫(xiě)操作時(shí)的校驗(yàn)盤(pán)性能瓶頸。陣列的磁盤(pán)上既有數(shù)據(jù)，也有數(shù)據(jù)校驗(yàn)信息，數(shù)據(jù)塊和對(duì)應(yīng)的校驗(yàn)信息會(huì)存儲(chǔ)于不同的磁盤(pán)上，當(dāng)一個(gè)數(shù)據(jù)盤(pán)損壞時(shí)，系統(tǒng)可以根據(jù)同一帶區(qū)的其他數(shù)據(jù)塊和對(duì)應(yīng)的校驗(yàn)信息來(lái)重構(gòu)損壞的數(shù)據(jù)。40第四十頁(yè)，共四十六頁(yè)，2022年，8月28日RAID5可以理解為是RAID0和RAID1的折衷方案。RAID5可以為系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)安全保障，但保障程度要比RAID1低而磁盤(pán)空間利用率要比RAID1高。RAID5具有和RAID0相近似的數(shù)據(jù)讀取速度，只是多了一個(gè)奇偶校驗(yàn)信息，寫(xiě)入數(shù)據(jù)的速度比對(duì)單個(gè)磁盤(pán)進(jìn)行寫(xiě)入操作稍慢。同時(shí)由于多個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)一個(gè)奇偶校驗(yàn)信息，RAID5的磁盤(pán)空間利用率要比RAID1高，存儲(chǔ)成本相對(duì)較低。41第四十一頁(yè)，共四十六頁(yè)，2022年，8月28日RAID-6

RAID6提供兩級(jí)冗余，即陣列中的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)器失敗時(shí)，陣列仍然能夠繼續(xù)工作42第四十二頁(yè)，共四十六頁(yè)，2022年，8月28日一般而言，RAID6的實(shí)現(xiàn)代價(jià)最高，因?yàn)镽AID6不僅要支持?jǐn)?shù)據(jù)的恢復(fù)，又要支持校驗(yàn)的恢復(fù)，這使RAID6控制器比其他級(jí)R