RAID 5技术实现以及性能特点

RAID 5技术实现以及性能特点

RAID 5如何计算校验位？

为了简化计算，假设这个RAID5由3+1块盘构成，只有一个条带Stripe，且每行只有1bit构成。D1，D2，D3为数据盘，P1为校验盘。
校验数据的计算公式为： P1=D1 xor D2 xor D3。（xor表示异或操作）
例如第一行： 1 xor 0 = 1；1 xor 1 = 0；因此第一行的校验位就是0
例如第三行： 0 xor 0 = 0；0 xor 0 = 0；因此第三行的校验位就是0

RAID 5如何恢复数据？
很多人第一次听到RAID 5时都会感到奇怪：奇偶校验，应该只能校验“对与错”（还不是一定得，错错就得正了），怎么能够恢复数据呢？
其实，根据P1=D1 xor D2 xor D3 我们可以很容易推导出 D1 = D2 xor D3 xor P1
如果D1数据丢失，D1的第一行=0 xor 1 xor 0 = 1；果然和原有数据一致；其他数据也一样同理可得。

RAID 5只要修改数据其实只需要读写两块硬盘
现在的问题是如果要修改D1的数据岂不是要把D2，D3的数据都读一遍再去写P1了嘛？这样岂不是很没有效率？
关键在于P1还有一种方法来计算， 新校验数据=(老数据 xor 新数据） xor 老校验数据；道理也非常简单，如果数据变化了，也把校验数据翻转一遍。这样只需要读取数据盘和校验盘两块硬盘即可。
比如D1的第一行的“1”变成0，P1为：1 xor 0 = 1；1 xor 0  = 1，其他数据以此类推。

RAID 5的写效率为何比较差？
写RAID 5要经过5个步骤,差不多就是 “读”--“算”--“写”的过程。

1. 读出老数据
2. 读出校验数据
3. 计算新校验数据
4. 写新数据
5. 写新校验数据

而普通硬盘的写操作当然就是有一个步骤：“写”

RAID 5可以实现并发写操作吗？
RAID5是可以实现并发操作的，因为一次IO写只需要两块硬盘的配合，比如在一个5块盘构成的RAID 5，在有些时候（看具体的数据分布）可以同时进行2个并发写操作；依此类推，10块盘构成的RAID5可以进行（10-1）mod 2=4个并发写操作。

RAID 5的“写惩罚”是什么回事？
    当RAID 5盘阵中有一块盘损坏，如果还要写数据，就要对所有的未损坏盘全部进行写操作。当然恢复一个损坏的磁盘，要把所有的数据全部读一边才能计算出损坏磁盘上的 数据。例如，一个由5块磁盘构成的RAID 5，进行修复时需要把其他四块盘上的数据全部读一遍；由10块盘构成的RAID5，进行修复时需要把其他9块盘上的数据全部读一遍。
    在5块盘构成的RAID5中，差不多恢复一个146G的磁盘需要2个小时的时间。而在这两个小时过程中一定不能发生第二块盘损坏，否则就只能是“丢数据”了。

RAID 5的并发写和可靠性的矛盾？
上面说过，RAID5中盘越多，并发能力越强；但是盘越多，可靠性就越差；同时“写惩罚”就越严重

RAID 5的适用范围

1. RAID 5 适用于“读”操作远远多于“写”操作的系统。比如：视频服务器，文件服务器。
2. 盘阵的Cache能够解决问题。比如，花大价钱买的磁盘阵列柜（奇怪的是，为什么舍得花大价钱买柜子，不舍得花钱多买些硬盘来组成RAID10）
3. 有人建议最好不要用RAID5（参见反RAID5联盟：BAARF）
   

第 一条容易理解，再此不在赘述。第二条的意思是：一次写的数据Cache完全能够装下，这样Cache到磁盘的过程就可以由盘阵来慢慢操作了。当然如果在进 行数据库备份这样的操作，盘阵Cache一般就装不下了，这样写性能就会大幅度下降。另外如果存在大量小的的随机写，性能也会大幅度下降。

RAID 5不适用的范围
    数据库的存储。

RAID5和RAID10，哪种RAID更适合你(上)
RAID5和RAID10，哪种RAID更适合你(下)

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