RAID技术技术 什么是什么是 RAIDRAID？n RAID： Redundant Arrays of Inexpensive（Independent） Disksn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。将硬盘根据可靠性和性能要求的不同分成若干级别。n RAID 0，0+1，1，3，5，6n RAID 10，30，50，60 奇偶校验奇偶校验 parity parity 技术技术 n parity是应用于RAID中的另一种冗余技术 n 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x1位，如果这x1位中的任何一个丢失，剩下的x位仍能修复这个数据。 奇偶校验奇偶校验 parity parity 技术技术 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（延展（stripingstriping）技术）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 0RAID 0 n技术：RAID-0只用到Data Striping，就是把，就是把数据数据分散成以分散成以 sectorsector为单为单位位写写入入磁盘磁盘內。內。n优点：由由于于阵阵列列中中的的硬硬盘盘在在同同一一时时间间共共同同分分担担每每笔笔数数据据的的写写入入及及读读取取操操作作，所所以以RAID-0执行效率远超过一个硬盘或其它RAID形式。n缺点：RAID-0沒有容错功能(Fault-Tolerance)，也也就就是是说说当当阵阵列列中中的的任任一一个个硬硬盘盘故故障障，整整个个阵阵列列也也因因数数据据的的不不完整而造成完整而造成资资料料损损毀。毀。n应用：以：以 RAID-0 RAID-0 的的执执行效率來看行效率來看较适较适用用于顺序于顺序且且大数据量大数据量的的连续存储环境连续存储环境，并对安全性要求低的环境并对安全性要求低的环境。n容量: RAID-0 RAID-0 磁磁盘阵盘阵列有效之列有效之数据数据容量容量为为 N x N x 单块硬盘单块硬盘容量容量 ( N( N：硬：硬盘盘数数 ) ) RAID 1RAID 1 n技术：就就是是大大家家熟熟悉悉的的“Disk Disk MirroringMirroring”，使使用用两两块块相相同同容容量量的的硬硬盘盘，系系统统一一次次写写入入2 2份份相相同同的的数数据据到到这这两两个个硬硬盘盘內內，而而系系统统可可使使用用的的只只是是一一个个硬硬盘盘的的容容量量( RAID 1 基本上並沒有用到“Data Striping”的技术) 。n优点： RAID 1 RAID 1 提供了提供了相当好相当好的效率，因的效率，因为为 mirrored mirrored 的的两个两个硬硬盘数据盘数据皆相同，系统可以有效率的皆相同，系统可以有效率的选择从哪选择从哪一一个个硬硬盘来读取数据会盘来读取数据会比比较较快，另一方面，容快，另一方面，容錯錯 (Fault-Tolerance) (Fault-Tolerance) 功能也是相功能也是相当当重要重要的原因的原因，由，由于两个硬盘数据于两个硬盘数据相同，故相同，故当当其中一其中一个硬盘损个硬盘损毀，另一毀，另一个个可以可以继续继续接著工作。接著工作。n缺点：需要比需求容量多一倍的硬：需要比需求容量多一倍的硬盘盘，费费用用较较高。高。n容量: RAID1 RAID1 磁磁盘阵盘阵列有效列有效的数据的数据容量容量为为 (N / 2) x 单块硬盘容量 (N(N：硬：硬盘数盘数) )RAID 3RAID 3n技术：RAID-3 RAID-3 运运用用了了与与RAID-0RAID-0相相同同的的技技术术，最最大大的的差差別別是是它它多了一块硬盘来储存Parity的资料，目目地地是是为为了了系系统统的的容容错错功功能能( ( Fault-Fault-Tolerance Tolerance ) )。一一样样是是分分成成条条带带（Stripe Stripe ）存存入入数数据据阵阵列列中中 ，RAID-3RAID-3会会把把这这些些片片段段数数据据以以 XOR 的的逻逻辑辑运运算算方方式式计计算算出出一一个个值值-Parity -Parity DataData，然然后后再再將將此此ParityParity值值储储存存到到专专属属的的ParityParity硬硬盘盘內內，其其最最主主要要的的作作用用就就在在于于当当磁磁盘盘阵阵列列中中的的某某一一个个硬硬盘盘出出了了问问题题，系系统统仍仍可可依依照照ParityParity的的计计算模式算模式继续工作继续工作。n优点：适适用用在在顺顺序序且且大大数数据据量量的的连连续续存存储储，以以及及Single-UserSingle-User的的环环境境上上，如如 CAD/CAMCAD/CAM系系统统，Image Image ProcessingProcessing，Audio/Video Audio/Video Data Data . . 等，等，通过通过 “ Data Striping Data Striping ”，在，在转转速相同的硬速相同的硬盘阵盘阵列中可以列中可以达达到到相当好相当好的效率。的效率。n缺点：因因为为每每次次的的 I/O I/O 读读取取动动作作都都必必须须由由每每一一个个硬硬盘盘在在同同一一时时间间來來处处理理，所所以以以以效效率率來來看看並並不不适适用用于于 Multi-I/OMulti-I/O，Multi-UsersMulti-Users的的环环境境中中。n容量: RAID 3 RAID 3 磁磁盘阵盘阵列有效列有效的数据的数据容量容量为为 (N - 1) x (N - 1) x 单块硬盘的单块硬盘的容量容量 (N(N：硬：硬盘数盘数) ) RAID 3RAID 3RAID 5RAID 5n技术：与与RAID-3RAID-3相相同同，关关键键之之处处是是把把条条带带改改成成了了“块块”。并并将将ParityParity分分散散于于所所有有RAIDRAID结结构构的的硬硬盘盘中中，不不需需要要专专门门的的 ParityParity硬硬盘盘，每每个个硬硬盘盘都都记记录录着着其其它它阵阵列列中中硬硬盘盘的的 ParityParity数数据据，若若当当阵阵列列中中某某一一个个硬硬盘盘损损坏坏时时，便便很很容容易易地地可可由由其其它它硬硬盘盘來來修修复复重重建建数数据据以以达达到到系系统统容容错错能能力力。可可在在同同一一时时间间內內执执行行多多个个 I/O I/O 动动作作，提提高高了了整整体体 Read Read / / Write Write 的的效效率率，也也正正好好符符合合Multi-I/OMulti-I/O，Multi-User Multi-User 的的环环境境。写写入入时时把把条带改成了数据块条带改成了数据块. .n优点：RAID-5RAID-5的的技技术术可可以以说说是是综综合合了了以以上上所所有有不不同同RAIDRAID技技术术的的优优点点。是是在在磁磁盘盘阵阵列列技技术术上上相相当当具具有有潜潜力力的的架架构构，越越來來越越多多的的使使用用者者将将他他们们的的网络网络主主机机或数据或数据库库系统架系统架构构在在 RAID-5 RAID-5 的基的基础础上，因为它上，因为它将将是是储储存技术的主流。存技术的主流。 n容量: RAID 5 RAID 5 磁盘阵列有效磁盘阵列有效的的数据数据容量容量为为 (N - 1) x (N - 1) x 单块硬盘容量单块硬盘容量 (N(N：硬盘：硬盘数数) ) RAID 5RAID 5RAID 5RAID 5RAID 5RAID 5RAID 5RAID 5nRAID 6 RAID 6 技术技术RAID 6Minimum Disks Required4CapacityN-2RedundancyYesWithstands two drive failures, or one disk failure and bad blocks on another driveRAID 6RAID 6RAID 10 / 30RAID 10 / 30技术：RAID 10、30技技术术相相当当于于RAID 1或或3加加RAID 0组组合合而而成成，数数据据写写入入前前先先做做RAID 1或或RAID 3，再再藉藉由由 “Data Striping”技技术术，通过通过RAID 0将将逻辑磁盘組合成一个大容量之逻辑磁盘，逻辑磁盘組合成一个大容量之逻辑磁盘，达达到更高数据容到更高数据容错错保保护护机制机制，即为，即为RAID 10或或RAID 30。RAID 50RAID 50技术：RAID 50就是以就是以RAID 0技术技术将将两个两个(含含)以上相同容量之以上相同容量之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，会先將数据做据做RAID 0 “Data Striping”分散在各个分散在各个RAID 5逻辑磁盘，再由各个逻辑磁盘，再由各个RAID 5逻辑磁盘依其技术特性写入逻辑磁盘依其技术特性写入实体硬实体硬盘內。盘內。优点：此种技术可以整合多个逻辑磁盘获此种技术可以整合多个逻辑磁盘获得得更大容量更大容量的的磁盘空间，亦可得到更高的数据磁盘空间，亦可得到更高的数据安安全机制。全机制。 缺点：必必须须花費花費较较高的成本高的成本(每一个每一个RAID 5逻辑磁盘所能使用的磁盘空间为逻辑磁盘所能使用的磁盘空间为 N 1)。 NRAIDNRAID技术：NRAID即即Non-RAID。此此技技术术只只是是將將所所有有硬硬盘盘虚虚拟拟成成一一个个大大容容量量逻逻辑辑磁磁盘盘机机(容容量量等等于于所所有有硬硬盘盘空空间间总总和和)，且且不不具具备备RAID或或 “Data Striping”特性，因此也特性，因此也无无法法达达到容錯及提高效率等功能。到容錯及提高效率等功能。 谢谢！谢谢！