RAID0到RAID6全解析

RAID0到RAID6全解析RAID是通过磁盘阵列与数据条块化方法相结合,以提高数据可用率的一种结构。IBM早于1970年就开始研究此项技术。RAID可分为RAID级别1到RAID级别6,通常称为：RAID0,RAID1,RAID2,RAID3,RAID4,RAID5,RAID6。每一个RAID级别都有自己的强项和弱项.“奇偶校验”定义为用户数据的冗余信息,当硬盘失效时,可以重新产生数据。RAID0：RAID0并不是真正的RAID结构,没有数据冗余。RAID0连续地分割数据并并行地读/写于多个磁盘上。因此具有很高的数据传输率。但RAID0在提高性能的同时,并没有提供数据可靠性,如果一个磁盘失效,将影响整个数据.因此RAID0不可应用于需要数据高可用性的关键应用。RAID1：RAID1通过数据镜像实现数据冗余,在两对分离的磁盘上产生互为备份的数据。RAID1可以提高读的性能,当原始数据繁忙时,可直接从镜像拷贝中读取数据.RAID1是磁盘阵列中费用最高的,但提供了最高的数据可用率。当一个磁盘失效,系统可以自动地交换到镜像磁盘上,而不需要重组失效的数据。RAID0+1：正如其名字一样RAID01是RAID0和RAID1的组合形式；RAID10则是RAID1和RAID0的组合形式。RAID10是存储性能和数据安全兼顾的方案。它在提供与RAID1一样的数据安全保障的同时，也提供了与RAID0近似的存储性能。由于RAID0+1也通过数据的100%备份提供数据安全保障，因此RAID0+1的磁盘空间利用率与RAID1相同，存储成本高。RAID0+1的特点使其特别适用于既有大量数据需要存取，同时又对数据安全性要求严格的领域，如银行、金融、商业超市、仓储库房、各种档案管理等。RAID2：从概念上讲,RAID2同RAID3类似,两者都是将数据条块化分布于不同的硬盘上,条块单位为位或字节。然而RAID2使用称为“加重平均纠错码”的编码技术来提供错误检查及恢复。这种编码技术需要多个磁盘存放检查及恢复信息,使得RAID2技术实施更复杂。因此,在商业环境中很少使用。RAID3：不同于RAID2,RAID3使用单块磁盘存放奇偶校验信息。如果一块磁盘失效,奇偶盘及其他数据盘可以重新产生数据。如果奇偶盘失效,则不影响数据使用。RAID3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,奇偶盘会成为写操作的瓶颈。RAID4：同RAID2,RAID3一样,RAID4,RAID5也同样将数据条块化并分布于不同的磁盘上,但条块单位为块或记录。RAID4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,成为写操作的瓶颈。在商业应用中很少使用。RAID5：RAID5没有单独指定的奇偶盘,而是交叉地存取数据及奇偶校验信息于所有磁盘上。在RAID5上,读/写指针可同时对阵列设备进行操作,提供了更高的数据流量。RAID5更适合于小数据块,随机读写的数据.RAID3与RAID5相比,重要的区别在于RAID3每进行一次数据传输,需涉及到所有的阵列盘。而对于RAID5来说,大部分数据传输只对一块磁盘操作,可进行并行操作。在RAID5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。RAID6：RAID6与RAID5相比,增加了第二个独立的奇偶校验信息块。两个独立的奇偶系统使用不同的算法,数据的可靠性非常高.即使两块磁盘同时失效,也不会影响数据的使用。但需要分配给奇偶校验信息更大的磁盘空间,相对于RAID5有更大的“写损失”。RAID6的写性能非常差,较差的性能和复杂的实施使得RAID6很少使用。磁盘阵列，需要阵列卡将硬盘连接在一起。也可以将硬盘直接插在主板上，组建软阵列。RAID0：连续以位或字节为单位分割数据，并行读/写于多个磁盘上，单纯地提高性能，并没有为数据的可靠性提供保证，而且其中的一个磁盘失效将影响到所有数据。至少需要2个驱动器组建。RAID1：它是通过磁盘数据镜像实现数据冗余，在成对的独立磁盘上产生互为备份的数据。当原始数据繁忙时，可直接从镜像拷贝中读取数据，因此RAID1可以提高读取性能。RAID1是磁盘阵列中单位成本最高的，但提供了很高的数据安全性和可用性。当一个磁盘失效时，系统可以自动切换到镜像磁盘上读写，而不需要重组失效的数据。至少需要2个驱动器组建。RAID01/10:根据组合分为RAID10和RAID01，实际是将RAID0和RAID1标准结合的产物，在连续地以位或字节为单位分割数据并且并行读/写多个磁盘的同时，为每一块磁盘作磁盘镜像进行冗余。它的优点是同时拥有RAID0的超凡速度和RAID1的数据高可靠性，但是CPU占用率同样也更高，而且磁盘的利用率比较低。RAID1+0是先镜射再分区数据，再将所有硬盘分为两组，视为是RAID0的最低组合，然后将这两组各自视为RAID1运作。RAID0+1则是跟RAID1+0的程序相反，是先分区再将数据镜射到两组硬盘。它将所有的硬盘分为两组，变成RAID1的最低组合，而将两组硬盘各自视为RAID0运作。性能上，RAID0+1比RAID1+0有着更快的读写速度。可靠性上，当RAID1+0有一个硬盘受损，其余三个硬盘会继续运作。RAID0+1只要有一个硬盘受损，同组RAID0的另一只硬盘亦会停止运作，只剩下两个硬盘运作，可靠性较低。因此，RAID10远较RAID01常用，零售主板绝大部份支持RAID0/1/5/10，但不支持RAID01。至少需要4个驱动器组建。RAID2：将数据条块化地分布于不同的硬盘上，条块单位为位或字节，并使用称为“加重平均纠错码（汉明码）”的编码技术来提供错误检查及恢复。RAID3：它同RAID2非常类似，都是将数据条块化分布于不同的硬盘上，区别在于RAID3使用简单的奇偶校验，并用单块磁盘存放奇偶校验信息。如果一块磁盘失效，奇偶盘及其他数据盘可以重新产生数据；如果奇偶盘失效则不影响数据使用。RAID3对于大量的连续数据可提供很好的传输率，但对于随机数据来说，奇偶盘会成为写操作的瓶颈。至少需要3个驱动器组建。RAID5：RAID5不单独指定的奇偶盘，而是在所有磁盘上交叉地存取数据及奇偶校验信息。在RAID5上，读/写指针可同时对阵列设备进行操作，提供了更高的数据流量。RAID5更适合于小数据块和随机读写的数据。RAID3与RAID5相比，最主要的区别在于RAID3每进行一次数据传输就需涉及到所有的阵列盘；而对于RAID5来说，大部分数据传输只对一块磁盘操作，并可进行并行操作。在RAID5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。至少需要3个驱动器组建。RAID50：RAID50是RAID5与RAID0的结合。此配置在RAID5的子磁盘组的每个磁盘上进行包括奇偶信息在内的数据的剥离。每个RAID5子磁盘组要求三个硬盘。RAID50具备更高的容错能力，因为它允许某个组内有一个磁盘出现故障，而不会造成数据丢失。而且因为奇偶位分部于RAID5子磁盘组上，故重建速度有很大提高。优势：更高的容错能力，具备更快数据读取速率的潜力。需要注意的是：磁盘故障会影响吞吐量。故障后重建信息的时间比镜像配置情况下要长。至少需要6个驱动器组建。每个企业对数据的管理有不同的要求，并且对成本也有一定的控制。对于硬盘阵列的了解，有助于选择最合适的硬盘阵列级别，以最安全高效的方式组建阵列。