RAID级别及各个级别特性

1、什么RAID

     RAID是“Redundant Array of Independent Disk”的缩写,中文意思是独立冗余磁盘阵列。

2、RAID的级别及各个级别的特性:

    (1)RAID-0:无差错控制的条带化:

          要实现RAID-0必须要有两个以上硬盘驱动器,RAID-0实现了带区组,数据并不是保存在一个硬盘上,而是分成数据块保存在不同驱动器上。因为将数据分布在不同驱动器上,所以数据吞吐率大大提高,驱动器的负载也比较平衡。如果刚好所需要的数据在不同的驱动器上效率最好。它不需要计算校验码,实现容易。它的缺点是无容错能力,最少需要2块磁盘。

    (2)RAID-1:镜像结构

        对于使用这种RAID1结构的设备来说,RAID控制器必须能够同时对两个盘进行读操作和对两个镜象盘进行写操作。 整体容量相当于单个镜像盘,实现了数据的冗余。在数据写入过程中性能会有稍微的下降,而读取数据的性能得到提升

    (3)RADI-2:RAID-0的改良版,使用了汉明码的技术

        利用汉明码来提供数据的错误检查及恢复这种编码技术需要多个磁盘存放检查及恢复信息,使得RAID-2技术实施更复杂在写入时,RAID 2在写入数据位同时还要计算出它们的汉明码并写入校验阵列,读取时也要对数据即时地进行校验,最后再发向系统。 汉明码只能纠正一个位的错误,所以RAID-2也只能允许一个硬盘出问题,如果两个或以上的硬盘出问题,RAID-2的数据就将受到破坏。

        (4)RAID-3:带奇偶校验码

            这种校验码只能差错不能纠错,使用单块磁盘存放奇偶校验信息。 如果一块磁盘失效,奇偶盘及其他数据盘可以重新产生数据。 如果奇偶盘失效,则不影响数据使用。由于存放奇偶校验码的磁盘压力很大,容易成为瓶颈。

        (5)RAID-4:

            RAID4和RAID3很象,不同的是,RAID-4对数据的访问时按磁盘进行了,每次一个磁盘。由于RAID 4在写入时要等一个硬盘写完后才能写一下个,并且还要写入校验数据所以写入效率比较差,读取时也是一个硬盘一个硬盘的读,但校验迅速,所以相对速度更快。在失败恢复时,它的难度比RAID3大得多了,控制器的设计难度也要大许多,而且访问数据的效率不怎么好。   

        (6)RAID-5:

            将奇偶校验码分散在各个磁盘上,避免了单块校验盘出现瓶颈。RAID5的读出效率很高,写入效率一般,块式的集体访问效率不错。 因为奇偶校验码在不同的磁盘上,所以提高了可靠性。但是它对数据传输的并行性解决不好,而且控制器的设计也相当困难。 RAID 3 与RAID 5相比,重要的区别在于RAID 3每进行一次数据传输,需涉及到所有的阵列盘。而对于RAID 5来说,大部分数据传输只对一块磁盘操作,可进行并行操作。在RAID 5中有“写损失”,即每一次写操作,将产生四个实际的读/写操作,其中两次读旧的数据及奇偶信息,两次写新的数据及奇偶信息。 最多允许损坏1块磁盘。

        (7)RAID-6

            RAID-6增加了第二个独立的奇偶校验信息块。两个独立的奇偶系统使用不同的算法,数据的可靠性非常高,即使两块磁盘同时失效也不会影响数据的使用。但RAID-6需要分配给奇偶校验信息更大的磁盘空间,相对于RAID 5有更大的"写损失",因此"写性能"非常差。较差的性能和复杂的实施方式使得RAID 6很少得到实际应用。RAID-6最多允许两块磁盘损坏。

        (8)RAID-7

            RAID7所有的I/O传送均是同步进行的,可以分别控制,这样提高了系统的并行性,提高系统访问数据的速度;每个磁盘都带有高速缓冲存储器,实时操作系统可以使用任何实时操作芯片,达到不同实时系统的需要。允许使用SNMP协议进行管理和监视,可以对校验区指定独立的传送信道以提高效率。因为加入高速缓冲存储器,当多用户访问系统时,访问时间几乎接近于0。需要注意的是它引入了一个高速缓冲存储器,这有利有弊,因为一旦系统断电,在高速缓冲存储器内的数据就会全部丢失,因此需要和UPS一起工作。RAID 7完全可以理解为一个独立存储计算机,它自身带有操作系统和管理工具,完全可以独立运行 。

        (9)RAID 10

            至少需要4块磁盘,先两两做RAID-1,再做RAID-0,读写性能提升,每组镜像最多允许损坏1块磁盘。

        (10)RAID 01

             至少需要4块磁盘,先两两做RAID-0,再做RAID-1,读写性能提升。从数据安全性方面来看RAID-10 要优于RAID-01。

        (11)RAID 50

             至少需要6块磁盘,先两两做RAID-5,再做RAID-0,读写性能提升,每组镜像最多允许损坏1块磁盘。

 

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