RAID 技术介绍

    独立硬盘冗余阵列RAIDRedundant Array of Independent Disks),旧称廉价磁盘冗余阵列Redundant Array of Inexpensive Disks),简称磁盘阵列。其基本思想就是把多个相对便宜的硬盘组合起来,成为一个硬盘阵列组,使性能达到甚至超过一个价格昂贵、容量巨大的硬盘。根据选择的版本不同,RAID比单颗硬盘有以下一个或多个方面的好处:增强数据集成度,增强容错功能,增加处理量或容量。另外,磁盘阵列对于电脑来说,看起来就像一个单独的硬盘或逻辑存储单元。分为RAID-0,RAID-1,RAID-1E,RAID-5,RAID-6,RAID-7,RAID-10,RAID-50,RAID-60。

简单来说,RAID把多个硬盘组合成为一个逻辑扇区,因此,操作系统只会把它当作一个硬盘。RAID常被用在服务器电脑上,并且常使用完全相同的硬盘作为组合。由于硬盘价格的不断下降与RAID功能更加有效地与主板集成,它也成为玩家的一个选择,特别是需要大容量存储空间的工作,如:视频与音频制作。

最初的RAID分成了不同的等级,每种等级都有其理论上的优缺点,不同的等级在两个目标间获取平衡,分别是增加数据可靠性以及增加存储器(群)读写性能。这些年来,出现了对于RAID观念不同的应用。


    磁碟�列其�邮接腥��N:一是外接式磁碟�列��、二是�冉邮酱诺��列卡,三是利用��w�砟�M。外接式磁碟�列��最常被使用大型伺服器上,具可�岢�Q(Hot Swap)的特性,不�^�@��a品的�r格都很�F。�冉邮酱诺��列卡,因��r格便宜,但需要�^高的安�b技�g,�m合技�g人�T使用****作。另外利用��w模�M的方式,由於��拖累�C器的速度,不�m合大�Y料流量的伺服器。


磁碟�列有那些���c:

1.�鬏�速率快
2.�Υ嫒萘靠商嵘�
3.提升I/O每秒的�盗�
4.增加�Y料安全性及�定性
5.大量�Y料快速及�易管理
6.增加可用�\�r�g,�p少�S�o


各�A�哟诺��列(RAID)介�B:

磁碟�列是由2��以上的硬碟,模�M一����硬碟出�F在系�y中;使用磁碟�列控制器以�_成其存在,利用不同�列形式,模�M各�N�蛹�。�F在我��先�砹私獯诺��列(RAID)到底有�追N模式,一般最常提到及��用的RAID�蛹�分�椋啊�1、0+1、3及5。另外�有一些�O少用到的RAID 4及RAID 6在此我��就不提它了。


以下就是各���A�拥慕榻B:

RAID 0:Striping/Span (切分/延展)

RAID 1:Mirroring (磁碟�R射)

RAID 0+1:Mirror + Striping (磁碟�R射+切分/延展)

RAID 3:Parallel with Parity (平行同位元�z查)

RAID 5:Striping with Rotating Parity (切分/延展+��D同位元)


RAID 0:Striping/Span (切分/延展)
RAID 0,它是�①Y料�Υ嬖�2��以上的硬碟�C,其�⑷�部磁碟�C的�Υ嫒萘亢�悖�藉由�①Y料切分到全部的磁碟�C上,�M行平行�x��,而�_到提高效能增加容量。
例如:假�O有2�w硬碟都��20G 
RAID 0 的�Y果�� 在系�y�瓤吹揭活w硬碟容量就�� 20+20=40G
但是RAID 0缺�c是完全�]有容�e能力,只要有一��磁碟故障,就���е玛�列磁碟的所有�Y料,�ъ兑坏�o法挽回。


RAID 1:Mirroring (磁碟�R射)
RAID 1,必�由2��以上的硬碟所�M成,由磁碟�列(RAID)�砜刂疲��①Y料同�r��入第1���c第2��硬碟,其2�M硬碟上的�Y料完全相同,也就是其中一��硬碟是用�碜�浞萦猛�;��其中有一��硬碟故障�r,系�y照常�\作正常。RAID 1是所有RAID�A�由希����效益最好效能很高�O佳的�Y料安全性。是所有�A�又惺褂米疃嘧�V最符合��初RAID�O�概念的一�N。唯一小缺�c是,其�列磁碟容量是全部硬碟容量的一半。 因�槎��w硬碟是存放著相同的�Y料,就浪�M了一�w硬碟的空�g。


RAID 0+1:Mirror + Striping (磁碟�R射+切分/延展)
RAID 0+1,是�Y合了RAID 0�c1�煞N模式,�@���A�禹�具��4��或以上的�p�涤驳�所�M成。�@��模式是由2��硬碟遵守RAID 0��,�O定成一�M,再由每�M�g遵循RAID 1的��,使RAID 0+1�碛腥蒎e力及整�w�x��速度�c�Y料安全性。不�^,缺�c是成本很高


RAID 3:Parallel with Parity (平行同位元�z查)
RAID 3,最少�3��硬碟或以上,�@���A�拥拇诺��列具�淞送�位元高�A智慧型演算法,利用一��硬碟��Υ嫫溥\算出�淼耐�位元值的�Y料。���列磁碟中有一��硬碟�l生故障�r(��然不能是同位元碟),只要�Q上新硬碟後,磁碟�列控制器就能利用同位元碟的�Y料,重新演算得到其�f有�Y料�K回��建立。因�槠渫�位元�z查�Y料是�①Y料切割成����^段,利用XOR演算法�算出同位元�Y料;而其�^段以Bytes�算�r,�Q��RAID 3,如果是以Block�算�r,就�Q��RAID 4。所以RAID 3在整�w�x��效能���^慢�^差,但在成本上��比RAID 0+1�省一�c,其�列磁碟整�w容量�算公式��N-1


RAID 5:Striping with Rotating Parity (切分/延展+��D同位元)
RAID 5,最少�3��硬碟,其工作原理�cRAID 3相似,主要差�e是其同位元�Y料�]有固定在同��硬碟,是以�流方式�Υ嬖诿��硬碟上,故�Q��D同位元。��磁碟�列控制器利用XOR演算出同位元�z查�Y料後,���S著�Y料分�e��入各台硬碟上,因此整�w�x��效能比RAID 3要好一些,��然比RAID 0要差。不�^在大型�Y料�理�r,需同�r�x��多��硬碟,而同位元�z查是由磁碟�列控制器的XOR��所控制的,所以�Y料�理越大越多�r,一定��有所�z失,但�@���A�拥�RAID�是可以提供很高的容�e能力。

RAID 5 的�M成一定是3�w以上的硬碟,其容量的�算是(n-1)�w
假�O有a b c 三�w硬碟是20G
�M成 RAID 5 之後容量是 20+20+20=40G
RAID 5 �Y合了 RAID 0 跟 RAID 1,它�⒂驳�的容量加�了,但是又保留了一�w的容量在作�n案的容�e,在��入�Y料�r��透�^其演算法去��入三�w硬碟之中,假�OC硬碟�斓袅�,只要�⒁活w新的20G取代 C 硬碟,RAID 5 的容�e�C制��由A B 二�w硬碟中留下的�Y料�磉�原 C 硬碟的�Y料,但前提是�囊活w硬碟,如果同�r�亩��w,那�Y料亦是全�А�



��Y:
RAID 0 可以�⒂驳�容量加�,增加�x取速度,但是�]有容�e功能.
RAID 1 可以�①Y料�R射一份,但是�x取速度�]有增加.而且要浪�M一�w硬碟.
RAID 5 可以�⒂驳�容量加�,亦可以增加�x取速度,也有容�e功能.而且多�w�M合起�碇��浪�M一�w硬碟.不像RAID 1每二�w硬碟��浪�M一�w。


由於RAID 5 只容�S同�r有一�w硬碟�p��.就有了RAID 0+1 或 RAID 1+0
�@是更安全的作法.但相�Φ囊哺�浪�M硬碟。


�e例RAID 0+1
假�O有4��硬碟 A B C D 各20G
RAID 0 A+B => 20+20=40(E)
RAID 0 C+D => 20+20=40(F)

在�@�e由A B C D �M成了二�wRAID 0的硬碟.�m然容量加�了.但�K�]有容�e功能
所以
RAID 1 E+F => 40+40=40(G)

RAID 1+0 �t是反�^�磉\作
RAID 1 A+B => 20+20=20(E)
RAID 1 C+D => 20+20=20(F)

RAID 0 E+F => 20+20=40(G)


作RAID 最好是都用相同容量的硬碟,如果容量不同.�t以��中容量最小的�榛���
如 A=20G B=30G C=40G
RAID 0 A+B => 20+30=40
RAID 1 A+B => 20+30=20
RAID 5 A+B+C => 20+30+40 => 20+20=40 (n-1)

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