RAID概念

磁盘阵列(RAID,redundant array of independent disks)是把相同的数据存储在多个硬盘的不同的地方(因此,冗余地)的方法。
通过把数据放在多个硬盘上,输入输出操作能以平衡的方式交叠,改良性能。因为多个硬盘增加了平均故障间隔时间(MTBF),储存
冗余数据也增加了容错。

RAID技术主要有以下三个基本功能

(1)通过对磁盘上的数据进行条带化,实现对数据成块存取,减少磁盘的机械寻道时间,提高了数据存取速度。 
(2)通过对一个阵列中的几块磁盘同时读取,减少了磁盘的机械寻道时间,提高数据存取速度。 
(3)通过镜像或者存储奇偶校验信息的方式,实现了对数据的冗余保护。

RAID规范

主要包含RAID 0~RAID 7,它们侧重点侧重点各不相同,以下是它们的图文介绍:

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RAID 0需要2块以上的磁盘,如图所示,类似于将磁盘进行串联。它的特点是成本低;整个磁盘的性能和吞吐量高;可靠性仅为单独一块硬盘的1/N;无法进行故障恢复;适用于对于数据安全性要求不高的场景中。

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RAID 1 称为磁盘镜像,如图所示,类似于将一个磁盘的数据镜像到另一个磁盘上。它的特点是可靠性和可修复性高;数据绝对安全;成本高;整体性能不够好;适用于保存关键性的重要数据的场合。

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RAID 2:带海明码校验。如图所示将数据条块化分布于不同的硬盘上,运算得到的海明校验码保存在另一组磁盘上。

它的特点是:具有查错和恢复功能;它的数据传输速率高;数据冗余; 技术实施复杂;控制器相对简单;

输出数据的速率与驱动器组中速度最慢的相等;在商业环境中很少使用。

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RAID 3(带奇偶校验码的并行传送)。如图所示将数据条块化分布于不同的硬盘上,它访问数据时一次处理一个横带区。

它的特点是:校验码只能查错不能纠错;写入速率与读出速率都较高;对于大量的连续数据可提供很好的传输率,

但对于随机数据,奇偶效验盘会影响写操作;它主要用于图形(包括动画)等要求吞吐率比较高的场合。

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RAID4带奇偶校验码的独立磁盘结构。如图所示它访问数据时一次处理一个磁盘。它的特点是:校验码只能查错不能纠错;

写入速率与读出速率都较高;对于大量的连续数据可提供很好的传输率,但对于随机数据,奇偶效验盘会影响写操作;

失败恢复难度比RAID 3大,控制器设计难度也大;数据访问效率不高。

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RAID5(分布式奇偶校验的独立磁盘结构)。如图所示它的奇偶校验码存在于所有磁盘上。它的特点是: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;可靠性较高;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。

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RAID6是带两种分布存储的奇偶校验码独立磁盘结构。它是对RAID5的扩展,主要是用于要求数据绝对不能出错的场合。需要N+2个磁盘,写入速度不好,用于计算奇偶校验值和验证数据正确性所花费的时间比较多。

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RAID7(优化的高速数据传送磁盘结构)。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。可以连接多台主机,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。由于采用并行结构,因此数据访问效率大大提高。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。当然了,这么快的东西,价格也非常昂贵。