-RAID技术分析及参数

Title,Layer 1,Layer 2,Layer 3,Layer 4,Layer 5,RAID,技术,什么是,RAID,？,RAID,：,R,edundant,A,rrays of,I,nexpensive,（,Independent,）,D,isks,廉价（独立）磁盘冗余阵列技术，是磁盘阵列所使用的主要技术。可将硬盘根据可靠性和性能要求的不同分成若干级别。,RAID 0,，,0+1,，,1,，,3,，,5,，,6,RAID 10,，,30,，,50,，,60,奇偶校验,parity,技术,parity,是应用于,RAID,中的另一种冗余技术,比如你的一个数据单位有,x,位数字，那么你可以使用这,x,位数字产生一个奇偶校验位，并且把这个奇偶校验位作为这个数据单位的第,x,1,位，如果这,x,1,位中的任何一个丢失，剩下的,x,位仍能修复这个数据。,奇偶校验,parity,技术,一般的这个额外的奇偶校验数据由,异或逻辑运算,(XOR,eXclusive,OR,),产生。如果你对异或逻辑运算不清楚。下表讲让你明白：,很简单“真”“真”异或的结果是真,“,假”“假”异或的结果也是真，“真”“假”异或结果是“假”,这里的“真”“假”分别等同于二进制的,0,、,1,。,例如,10101010,xor,11111111 = 01010101 11111111,xor,01010101 = 10101010,10101010,xor,01010101 = 11111111,延展（,striping,）技术,striping,技术,通过把数据分布到磁盘阵列的所有驱动器上以提高性能,而延展技术的主要原理是并行处理。,Striping,写,是将一个完整的数据文件分成若干块依次同时写入不同的硬盘，即增加了可靠性又充分利用了各个硬盘的读写能力将速度发挥到最大。,Striping,读,单块硬盘上有个非常大的文件，读时只能从头到尾的读取。而,striping,技术在读取的时候是从多个硬盘里同时读取。,硬盘越多，性能提高越明显。,RAID 0,技,术,：,RAID-0,只用到,Data Striping,，就是把,数据,分散成以,sector,为单,位,写,入,磁盘,內。,优点,：由,于阵,列中的硬,盘,在同,一时间共,同分,担,每,笔数据,的,写,入及,读,取,操,作，所以,RAID-,0,执行,效率,远超过,一,个,硬,盘,或其它,RAID,形式,。,缺,点,：,RAID-0,沒有容,错,功能,(Fault-Tolerance),，也就是,说当阵,列中的任一,个,硬,盘,故障，整,个阵,列也因,数据,的不完整而造成,资,料,损,毀。,应,用,：以,RAID-0,的,执,行效率來看,较适,用,于顺序,且,大数据量,的,连续存储环境,，,并对安全性要求低的环境,。,容量,:,RAID-0,磁,盘阵,列有效之,数据,容量,为,N x,单块硬盘,容量,( N,：硬,盘,数,),RAID 1,技,术,：就是大家熟悉的,“,Disk Mirroring,”,，使用,两块,相同容量的硬,盘,，系统一次,写,入,2,份相同的,数据,到,这两个硬盘,內，而系,统,可使用的只是一,个,硬,盘的,容量,( RAID 1,基本上並沒有用到,“,Data Striping,”,的技,术,),。,优点,：,RAID 1,提供了,相当好,的效率，因,为,mirrored,的,两个,硬,盘数据,皆相同，系统可以有效率的,选择从哪,一,个,硬,盘来读取数据会,比,较,快，另一方面，容錯,(Fault-Tolerance),功能也是相,当,重要,的原因,，由,于两个硬盘数据,相同，故,当,其中一,个硬盘损,毀，另一,个,可以,继续,接著工作。,缺,点,：需要比需求容量多一倍的硬,盘,，,费,用,较,高。,容量,:,RAID1,磁,盘阵,列有效,的数据,容量,为,(N / 2) x,单块,硬,盘,容量,(N,：硬,盘数,),RAID 3,技,术,：,RAID-3,运,用了,与,RAID-0,相同的技,术,，最大的差別是它,多了一,块,硬,盘来储,存,Parity,的,资,料,，目地是,为,了系,统的,容,错功能,( Fault-Tolerance ),。,一样是分成条带（,Stripe,）存入数据阵列中 ，,RAID-3,会,把,这,些片段,数据,以,XOR,的,逻辑运,算方式,计,算出一,个值,-Parity Data,，然,后,再將此,Parity,值,储,存到,专属,的,Parity,硬,盘,內，其最主要的作用就在,于当磁盘阵,列中的某一,个,硬,盘,出了,问题,，系,统,仍可依照,Parity,的,计,算模式,继续工作,。,优点,：,适用,在,顺序,且,大数据量,的,连续存储,，以及,Single-User,的,环,境上，如,CAD/CAM,系统，,Image Processing,，,Audio/Video Data .,等，,通过,“,Data Striping,”,，在,转,速相同的硬,盘阵,列中可以,达,到,相当好,的效率。,缺点,：,因,为,每次的,I/O,读,取,动,作都必,须,由每一,个硬盘,在同一,时间,來,处,理，所以以效率來看並不,适,用,于,Multi-I/O,，,Multi-Users,的,环境中,。,容量,:,RAID 3,磁,盘阵,列有效,的数据,容量,为,(N - 1) x,单块硬盘的,容量,(N,：硬,盘数,),RAID 3,RAID 5,技,术,：,与,RAID-3,相同，关键之处是把,条带,改成了,“,块,”,。并将,Parity,分散于所有,RAID,结构的硬盘中，,不需要,专门,的,Parity,硬,盘,，每,个,硬,盘,都,记录着,其它阵列中硬盘的,Parity,数据，若,当,阵列中某一个硬盘,损坏时,，便很容易地可由其它硬盘來修复重建数据以,达,到系统容,错,能力。可在同一时间內,执,行多个,I/O,动作，提高了整,体,Read / Write,的效率，也正好符合,Multi-I/O,，,Multi-User,的,环,境。,写入时把条带改成了数据块,.,优点,：,RAID-5,的技术可以,说,是,综,合了以上所有不同,RAID,技术的,优点,。是在磁,盘,阵列技术上相,当,具有,潜,力的架,构,，越來越多的使用者,将,他,们,的,网络,主,机,或数据,库,系统架,构,在,RAID-5,的基,础,上，因为它,将,是,储,存技术的主流。,容量,:,RAID 5,磁盘阵列有效,的,数据,容量,为,(N - 1) x,单块硬盘容量,(N,：硬盘,数,),RAID 5,RAID 5,RAID 5,RAID 5,RAID 6,技术,RAID 6,Minimum Disks Required,4,Capacity,N-2,Redundancy,Yes,Withstands two drive failures, or one disk failure and bad blocks on another drive,RAID 6,RAID 10 / 30,技术,：,RAID,10,、,30,技术,相当于,RAID 1,或,3,加,RAID 0,组合而成,，数据写入前先做,RAID,1,或,RAID 3,，再藉由,“,Data Striping”,技术,，,通过,RAID 0,将,逻辑磁盘組合成一个大容量之逻辑磁盘，,达,到更高数据容,错,保,护,机制,，即为,RAID 10,或,RAID 30,。,RAID 50,技术,：,RAID 50,就是以,RAID 0,技术,将,两个,(,含,),以上相同容量之,RAID 5,逻辑磁盘組合成另一个大容量之逻辑磁盘，当数据要写入時，会先將数据做,RAID 0 “Data Striping”,分散在各个,RAID 5,逻辑磁盘，再由各个,RAID 5,逻辑磁盘依其技术特性写入,实体硬,盘內。,优点：,此种技术可以整合多个逻辑磁盘获,得,更大容量,的,磁盘空间，亦可得到更高的数据,安,全机制。,缺点：,必,须,花費,较,高的成本,(,每一个,RAID 5,逻辑磁盘所能使用的磁盘空间为,N 1),。,NRAID,技术,：,NRAID,即,Non-RAID,。,此技术只是將所有硬盘虚拟成一个大容量逻辑磁盘机,(,容量等,于,所有硬盘空间,总,和,),，且不,具备,RAID,或,“,Data Striping”,特性，因此也,无,法,达,到容錯及提高效率等功能。,谢谢！,