一、RAID(独立磁盘冗余阵列)
1.1.基本概念
-
把多个相对便宜的磁盘组合起来,成为一个磁盘组,配合数据分散排列的设计,提升数据的安全性和整个磁盘系统效能
- 利用多磁盘来提高数据传输率
- 通过数据冗余与校验实现可靠性
-
RAID应用的主要技术:分块技术、交叉技术和重聚技术
1.2.RAID 0级(无冗余和无校验的数据分块)
- RAID 0原理是把连续的数据分散到多个存取,数据请求被多个磁盘并行执行,每个磁盘执行属于自己的那部分数据请求。这种数据上的并行操作充分利用总线的带宽,显著提高磁盘整体存取性能
- 优点:具有最高的I/O性能和最高的磁盘空间利用率,易管理
- 缺点:不提供数据冗余,一旦数据损坏,损坏的数据将无法得到恢复
- RAID 0特别适用于对性能要求较高,对数据安全要求低的领域,如图形工作站等。对于个人用户,也是提高硬盘存储性能的绝佳选择
1.3.RAID 1级(磁盘镜像阵列)
- 由磁盘对组成,每个工作盘都有其对应的镜像盘,上面保存着与工作盘完全相同的数据拷贝,具有最高的安全性,但磁盘空间利用率只有50%。RAID 1主要用于存放系统软件、数据及其他重要文件
1.4.RAID 2级(采用纠错海明码的磁盘阵列)
- RAID 2采用海明码纠错技术,用户增加校验盘来提供纠错和验错功能,磁盘驱动器组中的第1个、第2个、第4个......第2n个磁盘驱动器是专门的校验盘,用于校验和纠错,其余的用于存放数据。RAID 2最少需要三台磁盘驱动器方能运作
1.5.RAID 3级(采用带奇偶校验码的并行传送)
- RAID 3把数据分成多个“块”,按照奇偶校验算法存放在N+1个硬盘上,实际数据占用的有效空间为N个硬盘的空间综合,第N+1个硬盘上存储的数据是校验容错信息
- 当N+1个硬盘中的一个硬盘出现故障时,从其他N个硬盘中可以恢复原始数据。所以RAID 3,安全性可以得到保障
- RAID 3比较适合大文件类型且安全性要求较高的应用,如视频编辑、硬盘播放机和大型数据库等
1.6.RAID 4级(带奇偶校验码的独立磁盘结构)
- RAID 4和RAID 3很像,不同的是,它对数据的访问是按数据库进行的(一个数据块是一个完整的数据集合,比如一个文件就是一个典型的数据块。一个数据块存储在一个磁盘上),也就是按磁盘进行的,每次是一个盘。RAID 4使用一块磁盘作为奇偶校验盘,每次写操作都需要访问奇偶盘,这时奇偶校验盘成为写操作的瓶颈
1.7.RAID 5级(无独立校验盘的奇偶校验码磁盘阵列)
-
RAID 5把数据和奇偶校验信息存储到组成RAID5的各个磁盘上,并且奇偶校验信息和相对应的数据分别存出于不同的磁盘上
-
当RAID5的一个磁盘数据损坏后,利用剩下的数据和相应的奇偶校验信息去恢复被损坏的数据
-
RAID5磁盘空间利用率很高:(N-1)/N
-
RAID4和RAID5使用了独立存取技术,阵列中每一个磁盘都相互独立地操作,所以I/O请求可以并行处理。该技术非常适合I/O请求率高地应用,不太适合于要求高数据传输率的应用
1.8.RAID 6级(具有独立的数据硬盘与两个独立的分布式校验方案)
- RAID6技术是在RAID5基础上,为了进一步加强数据保护而设计的一种RAID方式,是一种扩展RAID5等级
- 与RAID5的不同之处:除了每个硬盘上都有同级数据XOR校验区外,还有一个针对每个数据块的XOR校验区。当前盘数据块的校验数据不是存在当前盘而是交错存储的,每个数据块有了两个校验保护,所以RAID6的数据冗余性能相当好
- 但是由于增加了一个校验,所以写入的效率较RAID5还差,而且控制系统的设计也更为复杂,第二块的校验区也减少了有效存储空间
1.9.RAID 10级
- 把RAID0和RAID1技术结合起来,即RAID0+1是磁盘分段及镜像的结合,结合了RAID0和RAID1的优点
- 它采用两组RAID0的磁盘阵列互为镜像,也就是它们之间又成为一个RAID1阵列