学习笔记-几种RAID方式的区别

RAID规范	优点	缺点	补充说明
RAID0 无差错控制的带区组	必须有两块以上硬盘，数据不是保存在一块硬盘上，而是分成数据块保存在不同驱动器上，数据吞吐量大大提高，驱动器的负载也比较均衡。如果刚好需要的数据在不同驱动器上效率最好。不需要计算校验码，实现容易。	没有数据差错控制，如果一个驱动器中数据发生错误，即使其它盘上的数据正确也无济于事了。	用在数据稳定性要求不高的场合。如图像编辑和数据传输比较大的场合。RAID0可以提高数据传输速率，所需读取的文件分布在多个硬盘上，这些硬盘可以同时读取，时间被缩短为平时的1/X。在所有级别中，RAID0是速度最快的。但RAID0没有冗余功能，如果一个磁盘损坏，则所有数据都无法使用。
RAID1 镜像结构	同时对两个盘进行读操作和对两个镜象盘进行写操作，提高系统的容错能力。校验十分完备。支持“热替换/热插拔”，即不断电情况下对故障磁盘进行更新，更换完毕只要从镜像盘上恢复数据好可。当主硬盘损坏时，镜像硬盘就可以代替主硬盘工作。镜像硬盘相当于一个备份设备。	每读一次盘只能读出一块数据，也说是说数据块的传送速率与单独的盘读取速率相同。由于RAID1的校验十分完备，因此对系统的处理能力有很大影响。通常的RAID功能由软件来实现，而这样的实现方法在服务器负载比较重的时候会大大影响服务器效率。	RAID1的数据安全性在所有的RAID级别上来说是最好的。但是其磁盘的利用率只有50%，是所有RAID级别中最低的。当系统需要极高的可靠性时，如进行数据保存统计，那么使用RAID1比较合适。 RAID1要求所有硬盘尽量容量一致，而RAID0一般没有这个要求。
RAID2 带海明码校验	与RAID3相似，都是将数据条块化分布于不同硬盘上，条块单位为位或字节。使用一定的编码技术提供错误检索及恢复。由于海明码的特点，它可以在数据发生错误的情况下将错误校正，以保证输出的正确。数据传送速率相当高	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。	RAID2的数据传送速率相当高，如果希望达到比较理想的速度，那最好提高保存校验码ECC码的硬盘，对于控制器的设计来说，它又比RAID3、4或5要简单。没有免费的午餐，要利用海明码，必须要付出数据冗余的代价。输出数据的速率与驱动器组中速度最慢的相等。
RAID3 带奇偶校验码的并行传送	校验码与RAID2不同，访问数据时一次处理一个带区，可以提高读取和写入速度，像RAID0一样以并行的方式来存放数据，但速度没RAID0快。校验码在写入数据时产生并保存在另一个磁盘上。需要实现时用户必须要有三个以上的驱动器，写入/读出速率都很高。因为校验位比较少，所以计算时间相对而言比较少。	与RAID2不同，RAID3只能查错不能纠错 。用软件实现RAID控制将是十分困难的，控制器的实现也不是很容易。	主要用于图形（包括动画）等要求吞吐率比较高的场合。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对大量的连续数据提供很好的传输率，但对于随机数据，奇偶盘会成为写操作的瓶颈。利用单独的校验盘来保护数据虽然没有镜像的安全性高，但是硬盘利用率得到了很大的提高，为X-1。
RAID4 带奇偶校验码的独立磁盘结构	RAID4与RAID3很象，不同的是，它对数据的访问是按数据块进行的，也就是按磁盘进行的，每次是一个盘。	在失败恢复时，它的难度比RAID3大得多，控制器的设计难度也要大许多，而且访问数据的效率不怎么好。
RAID5 分布式奇偶校验的独立磁盘结构	奇偶校验码存在于所有磁盘上，提高了可靠性，允许单个磁盘出错。读出效率很高，写入效率一般，块式的集体访问效率不错。提供了冗余性（支持一块盘掉线后仍然正常运行），磁盘空间利用率较高（X-1/X），读写速度较快（X-1）倍。RAID5也是以数据的校验位来保证数据的安全，但它不是以单独硬盘来存放数据的校验位，而是将数据段的校验位交互放于各个硬盘上。这样，任何一个硬盘损坏，都可以根据其它硬盘上的校验位来重建损坏的数据。	对数据传输的并行性解决不好，而且控制器的设计也相当困难。	磁盘的利用率为X-1。RAID3与RAID5相比，重要的区别在于RAID3每进行一次数据传输，需要涉及到所有的阵列盘。而RAID5，大部分数据传输只对一块磁盘操作，可进行并行操作。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。但当掉盘后，运行效率大幅下降。
RAID规范	优点	缺点	补充说明
RAID6 带有两种分布存储的奇偶校验码的独立磁盘结构			是对RAID5的扩展，主要用于要求数据绝对不能出错的场合。由于引入了第二种奇偶校验值，所以需要X+2个磁盘，同时对控制器的设计变得十分复杂，写入速度也不好，用于计算奇偶校验值和验证数据正确性所花费的时间比较多，造成了不必须的负载。除了军队没有人用得起这种东西。
RAID7 优化的高速数据传送磁盘结构	RAID7中所有I/O传送均是同步进行的，可以分别控制，这样提高了系统的并行怀，提高系统访问数据的速度；每个磁盘都带有高速缓冲存储器，实时操作系统可以使用任何实时操作芯片，达到不同实时系统的需要。允许使用SNMP协议进行管理和监视，可以对校验区指定独立的传送信息以提高效率。可以连接多台主机，因为加入高速缓冲存储器，当多用户访问系统时，访问时间几乎接近于0。由于采用并行结构，因此数据访问效率大大提高。	由于引入了一个高速缓冲存储器，有利有弊。因为一旦系统断电，在主速缓冲存储器内的数据就会全部丢失，因此需要和UPS一起工作。
RAID10 高可靠性与高效磁盘结构	RAID10结构无非是一个带区结构加一个镜像结构，因为两种结构各有优缺点，因此可以互补。达到既高效又高速的目的。	RAID10结构的价格高，可扩展性不好。	主要用于容量不大，但要求速度和差错控制的数据库中。
RAID53 高效数据传送磁盘结构	RAID3和带区结构的统一，速度比较快，也有容错功能。	价格十分高，不易于实现。	所有数据必须经过带区和按位存储两种方法，在考虑到效率的情况下，要求这些磁盘同步真是不容易。
JBOD模式			JBOD通常又称为Span。它是在逻辑上将几个物理磁盘一个接一个连起来，组成一个大的逻辑磁盘。JBOD不提供容错，该的容量等于组成Span的所有磁盘的容量总和。JBOD严格意义上说，不属于RAID的范围，不过现在很多IDE RAID控制芯片都带有这种模式。JBOD就是简单的硬盘容易叠加，但系统处理并没有采用并行的方式，写入数据的时候就是先写一块硬盘，写满了再写第二块硬盘。。。
IDE RAID			我们日常使用的IDE硬盘，结合IDE RAID卡和集成 RAID芯片的主板，可以构建IDE RAID。限于应用级别很低，IDE RAID多数只支持RAID0，RAID1，RAID0+1，JBOD模式。

 

    实际应用中最常见的是RAID0/RAID1/RAID5和RAID10。由于在大多数场合，RAID5包含了RAID2-4的优点，所以RAID2-4基本退出市场。