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RAID0偏效率，磁盤利用率100%
RAID1偏安全，磁盤利用率只有50% raid0 就是把多個(gè)（最少2個(gè)）硬盤合并成1個(gè)邏輯盤使用，數(shù)據(jù)讀寫時(shí)對(duì)各硬盤同時(shí)操作，不同硬盤寫入不同數(shù)據(jù)，速度快。 raid1就是同時(shí)對(duì)2個(gè)硬盤讀寫（同樣的數(shù)據(jù)）。強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)的安全性。比較浪費(fèi)。 raid5也是把多個(gè)（最少3個(gè)）硬盤合并成1個(gè)邏輯盤使用，數(shù)據(jù)讀寫時(shí)會(huì)建立奇偶校驗(yàn)信息，并且奇偶校驗(yàn)信息和相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)分別存儲(chǔ)于不同的磁盤上。當(dāng)RAID5的一個(gè)磁盤數(shù)據(jù)發(fā)生損壞后，利用剩下的數(shù)據(jù)和相應(yīng)的奇偶校驗(yàn)信息去恢復(fù)被損壞的數(shù)據(jù)。相當(dāng)于raid0和raid1的綜合。 raid10就是raid1+raid0，比較適合速度要求高，又要完全容錯(cuò)，當(dāng)然￥也很多的時(shí)候。最少需要4塊硬盤（注意：做raid10時(shí)要先作RAID1，再把數(shù)個(gè)RAID1做成RAID0，這樣比先做raid0，再做raid1有更高的可靠性） 1、RAID 0 RAID 0是最早出現(xiàn)的RAID模式，即Data Stripping數(shù)據(jù)分條技術(shù)。RAID 0是組建磁盤陣列中最簡(jiǎn)單的一種形式，只需要2塊以上的硬盤即可，成本低，可以提高整個(gè)磁盤的性能和吞吐量。RAID 0沒有提供冗余或錯(cuò)誤修復(fù)能力，但實(shí)現(xiàn)成本是最低的。 RAID 0最簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)方式就是把N塊同樣的硬盤用硬件的形式通過(guò)智能磁盤控制器或用操作系統(tǒng)中的磁盤驅(qū)動(dòng)程序以軟件的方式串聯(lián)在一起創(chuàng)建一個(gè)大的卷集。在使用中電腦數(shù)據(jù)依次寫入到各塊硬盤中，它的最大優(yōu)點(diǎn)就是可以整倍的提高硬盤的容量。如使用了三塊80GB的硬盤組建成RAID 0模式，那么磁盤容量就會(huì)是240GB。其速度方面，各單獨(dú)一塊硬盤的速度完全相同。最大的缺點(diǎn)在于任何一塊硬盤出現(xiàn)故障，整個(gè)系統(tǒng)將會(huì)受到破壞，可靠性僅為單獨(dú)一塊硬盤的1/N。 為了解決這一問(wèn)題，便出現(xiàn)了RAID 0的另一種模式。即在N塊硬盤上選擇合理的帶區(qū)來(lái)創(chuàng)建帶區(qū)集。其原理就是將原先順序?qū)懭氲臄?shù)據(jù)被分散到所有的四塊硬盤中同時(shí)進(jìn)行讀寫。四塊硬盤的并行操作使同一時(shí)間內(nèi)磁盤讀寫的速度提升了4倍。 在創(chuàng)建帶區(qū)集時(shí)，合理的選擇帶區(qū)的大小非常重要。如果帶區(qū)過(guò)大，可能一塊磁盤上的帶區(qū)空間就可以滿足大部分的I/O操作，使數(shù)據(jù)的讀寫仍然只局限在少數(shù)的一、兩塊硬盤上，不能充分的發(fā)揮出并行操作的優(yōu)勢(shì)。另一方面，如果帶區(qū)過(guò)小，任何I/O指令都可能引發(fā)大量的讀寫操作，占用過(guò)多的控制器總線帶寬。因此，在創(chuàng)建帶區(qū)集時(shí)，我們應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際應(yīng)用的需要，慎重的選擇帶區(qū)的大小。 帶區(qū)集雖然可以把數(shù)據(jù)均勻的分配到所有的磁盤上進(jìn)行讀寫。但如果我們把所有的硬盤都連接到一個(gè)控制器上的話，可能會(huì)帶來(lái)潛在的危害。這是因?yàn)楫?dāng)我們頻繁進(jìn)行讀寫操作時(shí)，很容易使控制器或總線的負(fù)荷 超載。為了避免出現(xiàn)上述問(wèn)題，建議用戶可以使用多個(gè)磁盤控制器。最好解決方法還是為每一塊硬盤都配備一個(gè)專門的磁盤控制器。 雖然RAID 0可以提供更多的空間和更好的性能，但是整個(gè)系統(tǒng)是非常不可靠的，如果出現(xiàn)故障，無(wú)法進(jìn)行任何補(bǔ)救。所以，RAID 0一般只是在那些對(duì)數(shù)據(jù)安全性要求不高的情況下才被人們使用。[1] 2、RAID 1 RAID 1稱為磁盤鏡像，原理是把一個(gè)磁盤的數(shù)據(jù)鏡像到另一個(gè)磁盤上，也就是說(shuō)數(shù)據(jù)在寫入一塊磁盤的同時(shí)，會(huì)在另一塊閑置的磁盤上生成鏡像文件，在不影響性能情況下最大限度的保證系統(tǒng)的可靠性和可修復(fù)性上，只要系統(tǒng)中任何一對(duì)鏡像盤中至少有一塊磁盤可以使用，甚至可以在一半數(shù)量的硬盤出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)系統(tǒng)都可以正常運(yùn)行,當(dāng)一塊硬盤失效時(shí)，系統(tǒng)會(huì)忽略該硬盤，轉(zhuǎn)而使用剩余的鏡像盤讀寫數(shù)據(jù)，具備很好的磁盤冗余能力。雖然這樣對(duì)數(shù)據(jù)來(lái)講絕對(duì)安全，但是成本也會(huì)明顯增加，磁盤利用率為50%，以四塊80GB容量的硬盤來(lái)講，可利用的磁盤空間僅為160GB。另外，出現(xiàn)硬盤故障的RAID系統(tǒng)不再可靠，應(yīng)當(dāng)及時(shí)的更換損壞的硬盤，否則剩余的鏡像盤也出現(xiàn)問(wèn)題，那么整個(gè)系統(tǒng)就會(huì)崩潰。更換新盤后原有數(shù)據(jù)會(huì)需要很長(zhǎng)時(shí)間同步鏡像，外界對(duì)數(shù)據(jù)的訪問(wèn)不會(huì)受到影響，只是這時(shí)整個(gè)系統(tǒng)的性能有所下降。因此，RAID 1多用在保存關(guān)鍵性的重要數(shù)據(jù)的場(chǎng)合。 RAID 1主要是通過(guò)二次讀寫實(shí)現(xiàn)磁盤鏡像，所以磁盤控制器的負(fù)載也相當(dāng)大，尤其是在需要頻繁寫入數(shù)據(jù)的環(huán)境中。為了避免出現(xiàn)性能瓶頸，使用多個(gè)磁盤控制器就顯得很有必要。 3、RAID0+1 從RAID 0+1名稱上我們便可以看出是RAID0與RAID1的結(jié)合體。在我們單獨(dú)使用RAID 1也會(huì)出現(xiàn)類似單獨(dú)使用RAID 0那樣的問(wèn)題，即在同一時(shí)間內(nèi)只能向一塊磁盤寫入數(shù)據(jù)，不能充分利用所有的資源。為了解決這一問(wèn)題，我們可以在磁盤鏡像中建立帶區(qū)集。因?yàn)檫@種配置方式綜合了帶區(qū)集和鏡像的優(yōu)勢(shì)，所以被稱為RAID 0+1。把RAID0和RAID1技術(shù)結(jié)合起來(lái)，數(shù)據(jù)除分布在多個(gè)盤上外，每個(gè)盤都有其物理鏡像盤，提供全冗余能力，允許一個(gè)以下磁盤故障，而不影響數(shù)據(jù)可用性，并具有快速讀/寫能力。RAID0+1要在磁盤鏡像中建立帶區(qū)集至少4個(gè)硬盤。 4、RAID: LSI MegaRAID、Nytro和Syncro MegaRAID、Nytro和Syncro都是LSI 針對(duì)RAID而推出的解決方案，并且一直在創(chuàng)造更新。 LSI MegaRAID的主要定位是保護(hù)數(shù)據(jù)，通過(guò)高性能、高可靠的RAID控制器功能，為數(shù)據(jù)提供高級(jí)別的保護(hù)。LSI MegaRAID在業(yè)界有口皆碑。 LSI Nytro的主要定位是數(shù)據(jù)加速，它充分利用當(dāng)今備受追捧的閃存技術(shù)，極大地提高數(shù)據(jù)I/O速度。LSI Nytro包括三個(gè)系列：LSI Nytro WarpDrive加速卡、LSI Nytro XD 應(yīng)用加速存儲(chǔ)解決方案和LSI Nytro MegaRAID 應(yīng)用加速卡。Nytro MegaRAID主要用于DAS環(huán)境，Nytro WarpDrive加速卡主要用于SAN和NAS環(huán)境，Nytro XD解決方案由Nytro WarpDrive加速卡和Nytro XD 智能高速緩存軟件兩部分構(gòu)成。 LSI Syncro的定位主要用于數(shù)據(jù)共享，提高系統(tǒng)的可用性、可擴(kuò)展性，降低成本。 LSI通過(guò)MegaRAID提供基本的可靠性保障;通過(guò)Nytro實(shí)現(xiàn)加速;通過(guò)Syncro突破容量瓶頸，讓價(jià)格低廉的存儲(chǔ)解決方案可以大規(guī)模擴(kuò)展，并且進(jìn)一步提高可靠性。 5、RAID2：帶海明碼校驗(yàn) 從概念上講，RAID 2 同RAID 3類似， 兩者都是將數(shù)據(jù)條塊化分布于不同的硬盤上， 條塊單位為位或字節(jié)。然而RAID 2 使用一定的編碼技術(shù)來(lái)提供錯(cuò)誤檢查及恢復(fù)。這種編碼技術(shù)需要多個(gè)磁盤存放檢查及恢復(fù)信息，使得RAID 2技術(shù)實(shí)施更復(fù)雜。因此,在商業(yè)環(huán)境中很少使用。下圖左邊的各個(gè)磁盤上是數(shù)據(jù)的各個(gè)位，由一個(gè)數(shù)據(jù)不同的位運(yùn)算得到的海明校驗(yàn)碼可以保存另一組磁盤上。由于海明碼的特點(diǎn)，它可以在數(shù)據(jù)發(fā)生錯(cuò)誤的情況下將錯(cuò)誤校正，以保證輸出的正確。它的數(shù)據(jù)傳送速率相當(dāng)高，如果希望達(dá)到比較理想的速度，那最好提高保存校驗(yàn)碼ECC碼的硬盤，對(duì)于控制器的設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，它又比RAID3，4或5要簡(jiǎn)單。沒有免費(fèi)的午餐，這里也一樣，要利用海明碼，必須要付出數(shù)據(jù)冗余的代價(jià)。輸出數(shù)據(jù)的速率與驅(qū)動(dòng)器組中速度最慢的相等。 6 、RAID3：帶奇偶校驗(yàn)碼的并行傳送 這種校驗(yàn)碼與RAID2不同，只能查錯(cuò)不能糾錯(cuò)。它訪問(wèn)數(shù)據(jù)時(shí)一次處理一個(gè)帶區(qū)，這樣可以提高讀取和寫入速度。校驗(yàn)碼在寫入數(shù)據(jù)時(shí)產(chǎn)生并保存在另一個(gè)磁盤上。需要實(shí)現(xiàn)時(shí)用戶必須要有三個(gè)以上的驅(qū)動(dòng)器，寫入速率與讀出速率都很高，因?yàn)樾ｒ?yàn)位比較少，因此計(jì)算時(shí)間相對(duì)而言比較少。用軟件實(shí)現(xiàn)RAID控制將是十分困難的，控制器的實(shí)現(xiàn)也不是很容易。它主要用于圖形（包括動(dòng)畫）等要求吞吐率比較高的場(chǎng)合。不同于RAID 2，RAID 3使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。RAID 3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)，奇偶盤會(huì)成為寫操作的瓶頸。 7、RAID4：帶奇偶校驗(yàn)碼的獨(dú)立磁盤結(jié)構(gòu) RAID4和RAID3很象，不同的是，它對(duì)數(shù)據(jù)的訪問(wèn)是按數(shù)據(jù)塊進(jìn)行的，也就是按磁盤進(jìn)行的，每次是一個(gè)盤。在圖上可以這么看，RAID3是一次一橫條，而RAID4一次一豎條。它的特點(diǎn)和RAID3也挺象，不過(guò)在失敗恢復(fù)時(shí)，它的難度可要比RAID3大得多了，控制器的設(shè)計(jì)難度也要大許多，而且訪問(wèn)數(shù)據(jù)的效率不怎么好。 8、RAID5：分布式奇偶校驗(yàn)的獨(dú)立磁盤結(jié)構(gòu) 從它的示意圖上可以看到，它的奇偶校驗(yàn)碼存在于所有磁盤上，其中的p0代表第0帶區(qū)的奇偶校驗(yàn)值，其它的意思也相同。RAID5的讀出效率很高，寫入效率一般，塊式的集體訪問(wèn)效率不錯(cuò)。因?yàn)槠媾夹ｒ?yàn)碼在不同的磁盤上，所以提高了可靠性。但是它對(duì)數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟⑿行越鉀Q不好，而且控制器的設(shè)計(jì)也相當(dāng)困難。RAID 3 與RAID 5相比，重要的區(qū)別在于RAID 3每進(jìn)行一次數(shù)據(jù)傳輸，需涉及到所有的陣列盤。而對(duì)于RAID 5來(lái)說(shuō)，大部分?jǐn)?shù)據(jù)傳輸只對(duì)一塊磁盤操作，可進(jìn)行并行操作。在RAID 5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。 9、RAID6：帶有兩種分布存儲(chǔ)的奇偶校驗(yàn)碼的獨(dú)立磁盤結(jié)構(gòu) 名字很長(zhǎng)，但是如果看到圖，大家立刻會(huì)明白是為什么，請(qǐng)注意p0代表第0帶區(qū)的奇偶校驗(yàn)值，而pA代表數(shù)據(jù)塊A的奇偶校驗(yàn)值。它是對(duì)RAID5的擴(kuò)展，主要是用于要求數(shù)據(jù)絕對(duì)不能出錯(cuò)的場(chǎng)合。當(dāng)然了，由于引入了第二種奇偶校驗(yàn)值，所以需要N+2個(gè)磁盤，同時(shí)對(duì)控制器的設(shè)計(jì)變得十分復(fù)雜，寫入速度也不好，用于計(jì)算奇偶校驗(yàn)值和驗(yàn)證數(shù)據(jù)正確性所花費(fèi)的時(shí)間比較多，造成了不必須的負(fù)載。我想除了軍隊(duì)沒有人用得起這種東西。 10、RAID7：優(yōu)化的高速數(shù)據(jù)傳送磁盤結(jié)構(gòu) RAID7所有的I/O傳送均是同步進(jìn)行的，可以分別控制，這樣提高了系統(tǒng)的并行性，提高系統(tǒng)訪問(wèn)數(shù)據(jù)的速度；每個(gè)磁盤都帶有高速緩沖存儲(chǔ)器，實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)可以使用任何實(shí)時(shí)操作芯片，達(dá)到不同實(shí)時(shí)系統(tǒng)的需要。允許使用SNMP協(xié)議進(jìn)行管理和監(jiān)視，可以對(duì)校驗(yàn)區(qū)指定獨(dú)立的傳送信道以提高效率?？梢赃B接多臺(tái)主機(jī)，因?yàn)榧尤敫咚倬彌_存儲(chǔ)器，當(dāng)多用戶訪問(wèn)系統(tǒng)時(shí)，訪問(wèn)時(shí)間幾乎接近于0。由于采用并行結(jié)構(gòu)，因此數(shù)據(jù)訪問(wèn)效率大大提高。需要注意的是它引入了一個(gè)高速緩沖存儲(chǔ)器，這有利有弊，因?yàn)橐坏┫到y(tǒng)斷電，在高速緩沖存儲(chǔ)器內(nèi)的數(shù)據(jù)就會(huì)全部丟失，因此需要和UPS一起工作。當(dāng)然了，這么快的東西，價(jià)格也非常昂貴。 11、RAID10：高可靠性與高效磁盤結(jié)構(gòu) 這種結(jié)構(gòu)無(wú)非是一個(gè)帶區(qū)結(jié)構(gòu)加一個(gè)鏡象結(jié)構(gòu)，因?yàn)閮煞N結(jié)構(gòu)各有優(yōu)缺點(diǎn)，因此可以相互補(bǔ)充，達(dá)到既高效又高速的目的。大家可以結(jié)合兩種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)來(lái)理解這種新結(jié)構(gòu)。這種新結(jié)構(gòu)的價(jià)格高，可擴(kuò)充性不好。主要用于數(shù)據(jù)容量不大，但要求速度和差錯(cuò)控制的數(shù)據(jù)庫(kù)中。 12、RAID53：高效數(shù)據(jù)傳送磁盤結(jié)構(gòu) 越到后面的結(jié)構(gòu)就是對(duì)前面結(jié)構(gòu)的一種重復(fù)和再利用，這種結(jié)構(gòu)就是RAID3和帶區(qū)結(jié)構(gòu)的統(tǒng)一，因此它速度比較快，也有容錯(cuò)功能。但價(jià)格十分高，不易于實(shí)現(xiàn)。這是因?yàn)樗械臄?shù)據(jù)必須經(jīng)過(guò)帶區(qū)和按位存儲(chǔ)兩種方法，在考慮到效率的情況下，要求這些磁盤同步真是不容易。 |
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