磁盤陣列重要規(guī)范參數(shù)有哪些
2015-05-08 來(lái)源：智慧城市網(wǎng)
在為大家介紹磁盤陣列重要規(guī)范參數(shù)之前先介紹下磁盤陣列的概念，所謂的磁盤陣列（Redundant ArraysofIndependent Disks，RAID），有“獨(dú)立磁盤構(gòu)成的具有冗余能力的陣列”之意。
磁盤陣列是由很多價(jià)格較便宜的磁盤，組合成一個(gè)容量巨大的磁盤組，利用個(gè)別磁盤提供數(shù)據(jù)所產(chǎn)生加成效果提升整個(gè)磁盤系統(tǒng)效能。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)硬盤上。[1]
磁盤陣列還能利用同位檢查（ParityCheck）的觀念，在數(shù)組中任意一個(gè)硬盤故障時(shí)，仍可讀出數(shù)據(jù)，在數(shù)據(jù)重構(gòu)時(shí)，將數(shù)據(jù)經(jīng)計(jì)算后重新置入新硬盤中。
磁盤陣列重要規(guī)范參數(shù)
RAID0：RAID0連續(xù)以位或字節(jié)為單位分割數(shù)據(jù)，并行讀/寫于多個(gè)磁盤上，因此具有很高的數(shù)據(jù)傳輸率，但它沒(méi)有數(shù)據(jù)冗余，因此并不能算是真正的RAID結(jié)構(gòu)。RAID0只是單純地提高性能，并沒(méi)有為數(shù)據(jù)的可靠性提供保證，而且其中的一個(gè)磁盤失效將影響到所有數(shù)據(jù)。因此，RAID0不能應(yīng)用于數(shù)據(jù)安全性要求高的場(chǎng)合。
RAID1：它是通過(guò)磁盤數(shù)據(jù)鏡像實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)冗余，在成對(duì)的獨(dú)立磁盤上產(chǎn)生互為備份的
數(shù)據(jù)。當(dāng)原始數(shù)據(jù)繁忙時(shí)，可直接從鏡像拷貝中讀取數(shù)據(jù)，因此RAID1可以提高讀取性能。RAID1是磁盤陣列中單位成本高的，但提供了很高的數(shù)據(jù)安全性和可用性。當(dāng)一個(gè)磁盤失效時(shí)，系統(tǒng)可以自動(dòng)切換到鏡像磁盤上讀寫，而不需要重組失效的數(shù)據(jù)。
RAID01/10:根據(jù)組合分為RAID10和RAID01，實(shí)際是將RAID0和RAID1標(biāo)準(zhǔn)結(jié)合的產(chǎn)物，在連續(xù)地以位或字節(jié)為單位分割數(shù)據(jù)并且并行讀/寫多個(gè)磁盤的同時(shí)，為每一塊磁盤作磁盤鏡像進(jìn)行冗余。它的優(yōu)點(diǎn)是同時(shí)擁有RAID0的超凡速度和RAID1的數(shù)據(jù)高可靠性，但是CPU占用率同樣也更高，而且磁盤的利用率比較低。RAID1+0是先鏡射再分區(qū)數(shù)據(jù)，再將所有硬盤分為兩組，視為是RAID0的低組合，然后將這兩組各自視為RAID1運(yùn)作。RAID0+1則是跟RAID1+0的程序相反，是先分區(qū)再將數(shù)據(jù)鏡射到兩組硬盤。它將所有的硬盤分為兩組，變成RAID1的低組合，而將兩組硬盤各自視為RA
ID0運(yùn)作。性能上，RAID0+1比RAID1+0有著更快的讀寫速度�？煽啃陨希�(dāng)RAID1+0有一個(gè)硬盤受損，其余三個(gè)硬盤會(huì)繼續(xù)運(yùn)作。RAID0+1只要有一個(gè)硬盤受損，同組RAID0的另一只硬盤亦會(huì)停止運(yùn)作，只剩下兩個(gè)硬盤運(yùn)作，可靠性較低。因此，RAID10遠(yuǎn)較RAID01常用，零售主板絕大部份支持RAID0/1/5/10，但不支持RAID01。
RAID2：將數(shù)據(jù)條塊化地分布于不同的硬盤上，條塊單位為位或字節(jié)，并使用稱為“加重平均糾錯(cuò)碼（漢明碼）”的編碼技術(shù)來(lái)提供錯(cuò)誤檢查及恢復(fù)。
RAID3：它同RAID2非常類似，都是將數(shù)據(jù)條塊化分布于不同的硬盤上，區(qū)別在于RAID3使用簡(jiǎn)單的奇偶校驗(yàn)，并用單塊磁盤存放奇偶校驗(yàn)信息。如果一塊磁盤失效，奇偶盤及其他數(shù)據(jù)盤可以重
新產(chǎn)生數(shù)據(jù)；如果奇偶盤失效則不影響數(shù)據(jù)使用。RAID3對(duì)于大量的連續(xù)數(shù)據(jù)可提供很好的傳輸率，但對(duì)于隨機(jī)數(shù)據(jù)來(lái)說(shuō)，奇偶盤會(huì)成為寫操作的瓶頸。
RAID4：RAID4同樣也將數(shù)據(jù)條塊化并分布于不同的磁盤上，但條塊單位為塊或記錄。RAID4使用一塊磁盤作為奇偶校驗(yàn)盤，每次寫操作都需要訪問(wèn)奇偶盤，這時(shí)奇偶校驗(yàn)盤會(huì)成為寫操作的瓶頸，因此RAID4在商業(yè)環(huán)境中也很少使用。
RAID5：RAID5不單獨(dú)指定的奇偶盤，而是在所有磁盤上交叉地存取數(shù)據(jù)及奇偶校驗(yàn)信息。在RAID5上，讀/寫指針可同時(shí)對(duì)陣列設(shè)備進(jìn)行操作，提供了更高的數(shù)據(jù)流量。RAID5更適合于小數(shù)據(jù)塊和隨機(jī)讀寫的數(shù)據(jù)。RAID3與RAID5相比，主要的區(qū)別在于RAID3每進(jìn)行一次數(shù)據(jù)傳輸就需涉及到所有的陣列盤；而對(duì)于RAID5來(lái)說(shuō)，大部分?jǐn)?shù)據(jù)傳輸只對(duì)一塊磁盤操作，并可進(jìn)行并行操作。在RAID5中有“寫損失”，即每一次寫操作將產(chǎn)生四個(gè)實(shí)際的讀/寫操作，其中兩次讀舊的數(shù)據(jù)及奇偶信息，兩次寫新的數(shù)據(jù)及奇偶信息。
RAID6：與RAID5相比，RAID6增加了第二個(gè)獨(dú)立的奇偶校驗(yàn)信息塊。兩個(gè)獨(dú)立的奇偶系統(tǒng)使用不同的算法，數(shù)據(jù)的可靠性非常高，即使兩塊磁盤同時(shí)失效也不會(huì)影響數(shù)據(jù)的使用。但RAID6需要分配給奇偶校驗(yàn)信息更大的磁盤空間，相對(duì)于RAID5有更大的“寫損失”，因此“寫性能”非常差。較差的性能和復(fù)雜的實(shí)施方式使得RAID6很少得到實(shí)際應(yīng)用。
RAID7：這是一種新的RAID標(biāo)準(zhǔn)，其自身帶有智能化實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)和用于存儲(chǔ)管理的軟件工具，可完全獨(dú)立于主機(jī)運(yùn)行，不占用主機(jī)CPU資源。RAID7可以看作是一種存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)（Storage Computer），它與其他RAID標(biāo)準(zhǔn)有明顯區(qū)別。除了以上的各種標(biāo)準(zhǔn)（如表1），我們可以如RAID0+1那樣結(jié)合多種RAID規(guī)范來(lái)構(gòu)筑所需的RAID陣列，例如RAID5+3（RAID53）就是一種應(yīng)用較為廣泛的陣列形式。用戶一般可以通過(guò)靈活配置磁盤陣列來(lái)獲得更加符合其要求的磁盤存儲(chǔ)系統(tǒng)。
RAID5E(RAID5Enhancement):RAID5E是在RAID5級(jí)別基礎(chǔ)上的改進(jìn)，與RAID5類似，數(shù)據(jù)的校驗(yàn)信息均勻分布在各硬盤上，但是，在每個(gè)硬盤上都保留了一部分未使用的空間，這部分空間沒(méi)有進(jìn)行條帶化，多允許兩塊物理硬盤出現(xiàn)故障�？雌饋�(lái)，RAID5E和RAID5加一塊熱備盤好像差不多，其實(shí)由于RAID5E是把數(shù)據(jù)分布在所有的硬盤上，性能會(huì)比RAID5加一塊熱備盤要好。當(dāng)一塊硬盤出現(xiàn)故障時(shí)，有故障硬盤上的數(shù)據(jù)會(huì)被壓縮到其它硬盤上未使用的空間，邏輯盤保持RAID5級(jí)別。
RAID5EE:與RAID5E相比，RAID5EE的數(shù)據(jù)分布更有效率，每個(gè)硬盤的一部分空間被用作分布的熱備盤，它們是陣列的一部分，當(dāng)陣列中一個(gè)物理硬盤出現(xiàn)故障時(shí)，數(shù)據(jù)重建的速度會(huì)更快。
RAID50：RAID50是RAID5與RAID0的結(jié)合。此配置在RAID5的子磁盤組的每個(gè)磁盤上進(jìn)行包括奇偶信息在內(nèi)的數(shù)據(jù)的剝離。每個(gè)RAID5子磁盤組要求三個(gè)硬盤。RAID50具備更高的容錯(cuò)能力，因?yàn)樗试S某個(gè)組內(nèi)有一個(gè)磁盤出現(xiàn)故障，而不會(huì)造成數(shù)據(jù)丟失。而且因?yàn)槠媾嘉环植坑赗AID5子磁盤組上，故重建速度有很大提高。優(yōu)勢(shì)：更高的容錯(cuò)能力，具備更快數(shù)據(jù)讀取速率的潛力。需要注意的是：磁盤故障會(huì)影響吞吐量。故障后重建信息的時(shí)間比鏡像配置情況下要長(zhǎng)。
