2随着RAID技术的普及,一般,我们在消费市场上常见的的RAID技术有RAID 0、RAID 1、RAID 0+1三种模式(通常还有一种RAID 1+0模式,不过一般不被提及,而现在最新的Multiple RAID等技术也纷纷登场,这已经让用户可以选择一项最适合自己的RAID模式。分类: 电脑/网络 >> *** 作系统/系统故障
问题描述:
RAID 有什么用~有什么功能~对计算机有什么好处
解析:
Q:RAID是什么技术?
A:RAID,为Redundant Arrays of Independent Disks的简称,中文为廉价冗余磁盘阵列。 磁盘阵列其实也分为软阵列 (Sofare Raid)和硬阵列 (Hardware Raid) 两种 软阵列即通过软件程序并由计算机的 CPU提供运行能力所成 由于软件程式不是一个完整系统故只能提供最基本的 RAID容错功能 其他如热备用硬盘的设置, 远程管理等功能均一一欠奉 硬阵列是由独立 *** 作的硬件提供整个磁盘阵列的控制和计算功能 不依靠系统的CPU资源
由于硬阵列是一个完整的系统, 所有需要的功能均可以做进去 所以硬阵列所提供的功能和性能均比软阵列好 而且, 如果你想把系统也做到磁盘阵列中, 硬阵列是唯一的选择 故我们可以看市场上 RAID 5 级的磁盘阵列均为硬阵列 软 阵列只适用于 Raid 0 和 Raid 1 对于我们做镜像用的镜像塔, 肯定不会用 Raid 0或 Raid 1。作为高性能的存储系统,巳经得到了越来越广泛的应用。RAID的级别从RAID概念的提出到现在,巳经发展了六个级别, 其级别分别是0、1、2、3、4、5等。但是最常用的是0、1、3、5四个级别。下面就介绍这四个级别。
RAID 0:将多个较小的磁盘合并成一个大的磁盘,不具有冗余,并行I/O,速度最快。RAID 0亦称为带区集。它是将多个 磁盘并列起来,成为一个大硬盘。在存放数据时,其将数据按磁盘的个数来进行分段,然后同时将这些数据写进这些盘中。 所以,在所有的级别中,RAID 0的速度是最快的。但是RAID 0没有冗余功能的,如果一个磁盘(物理)损坏,则所有的数 据都无法使用。
RAID 1:两组相同的磁盘系统互作镜像,速度没有提高,但是允许单个磁盘错,可靠性最。RAID 1就是镜像。其原理为 在主硬盘上存放数据的同时也在镜像硬盘上写一样的数据。当主硬盘(物理)损坏时,镜像硬盘则代替主硬盘的工作。因 为有镜像硬盘做数据备份,所以RAID 1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却只有50%, 是所有RAID上磁盘利用率最低的一个级别。
RAID Level 3 RAID 3存放数据的原理和RAID0、RAID1不同。RAID 3是以一个硬盘来存放数据的奇偶校验位,数据则分段存储于其余硬盘 中。它象RAID 0一样以并行的方式来存放数,但速度没有RAID 0快。如果数据盘(物理)损坏,只要将坏硬盘换掉,RAID
控制系统则会根据校验盘的数据校验位在新盘中重建坏盘上的数据。不过,如果校验盘(物理)损坏的话,则全部数据都 无法使用。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n-1。
RAID 5:向阵列中的磁盘写数据,奇偶校验数据存放在阵列中的各个盘上,允许单个磁盘出错。RAID 5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存放于各个硬盘上。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。硬盘的利用率为n-1。
RAID 0-1:同时具有RAID 0和RAID 1的优点。
冗余:采用多个设备同时工作,当其中一个设备失效时,其它设备能够接替失效设备继续工作的体系。在PC服务器上,通 常在磁盘子系统、电源子系统采用冗余技术
RAID(独立磁盘冗余阵列)是一种数据存储虚拟化技术,将多个物理磁盘驱动器组件组合到一个或多个逻辑单元中,以实现数据冗余和/或提高性能的目的。
数据以多种方式(称为RAID级别)分布在驱动器上,具体取决于所需的冗余和性能级别。不同的方案按资料分布布局以单词“ RAID”命名,后跟一个数字,例如RAID 0或RAID1。每种方案或RAID级别在关键目标之间提供了不同的平衡:可靠性、性能和容量。大于RAID 0的RAID级别可提供针对不可恢复的扇区读取错误以及整个物理驱动器故障的保护。
RAID技术主要具有以下三个基本功能:
(1)通过磁盘数据条带化,可以实现对数据的块访问,减少了磁盘的机械搜索时间,提高了数据访问速度。
(2)通过同时排列数组中的多个磁盘,可以减少磁盘的机械搜索时间,并提高数据访问速度。
(3)通过镜像或存储同位信息,可以实现数据的冗余保护。
RAID 0和RAID 1之间的区别:
1 RAID 0读写速度快,数组容量是数组磁盘的总容量,无数据备份功能,安全性较差。
2 RAID 1的读写速度如单磁盘,容量为单磁盘容量,但磁盘互相备份,安全性高。
RAID 0的特点:
RAID 0的缺点是它不提供数据冗余,一旦用户数据损坏,损坏的数据将无法恢复。当RAID中任何硬盘驱动器出现故障时,RAID 0运行都可能导致整个数据损坏。通常不建议企业用户单独使用。
RAID 1的特征:
RAID 1通过硬盘数据镜像实现数据冗余,保护数据,在两个磁盘上生成备份数据,并且在原始数据繁忙时可以直接从镜像备份中读取资料,因此RAID 1可以提供读取性能。
RAID 0
RAID 0由条带化组成,但没有镜像或同位。与跨区卷相比,RAID 0卷的容量是相同的。它是集合中磁盘容量的总和。但是由于条带化将每个文件的内容分配到集合中的所有磁盘之间,因此任何磁盘的故障都会导致所有档(整个RAID 0卷)丢失。跨区卷损坏至少可以将档保留在正常运行的磁盘上。 RAID 0的好处是,对任何档的读写 *** 作的吞吐量都乘以磁盘数量,因为与跨区卷不同,读写 *** 作是同时进行的,而且代价是驱动器故障的完全脆弱性。实际上,平均故障率比等效的单个非RAID驱动器高。
RAID 1
RAID 1由数据镜像组成,没有同位或分段。数据被相同地写入两个驱动器,从而产生驱动器的“镜像集”。因此,RAID中的任何驱动器均可满足任何读取请求。如果将请求广播到RAID中的每个驱动器,则可以由首先访问数据的驱动器(根据其查找时间和循环等待时间)对请求进行服务,从而提高性能。如果针对控制器或软件进行了优化,则持续读取吞吐量将接近集合中每个驱动器的吞吐量总和。写入较慢,因为写入的数据必须更新到每个驱动器,而最慢的驱动器会限制写入性能。但只要有一个驱动器正常工作,该数组就会继续运行。
下面是RAID级别的对比表。
通过raid 技术可以扩展硬盘容量和提高硬盘数据可靠性 raid分为raid0 1 2 3 4 5RAID 0:
这是最简单的RAID模式,它仅仅有延展功能而没有数据冗余功能,所以不适于数据稳定性敏感的应用。在各个单一RAID形式中它提供了最快的性能,也是造价最低的——只要两块硬盘、一个RAID控制器,不需要额外存储设备就可以了。不会因为要在硬盘上存储同样的数据而浪费空间。RAID0因为其相对低廉的造价和明显的性能提升在主流市场上已经流行起来。以前多是SCSI接口,对于个人用户价格仍然不菲,不过随着近来价格更低廉的IDE/ATA解决方案的实现,已经为很多个人用户应用了。其实RAID 0(也就是延展技术)其实是通过RAID控制器把多个硬盘当成一个容量更大、速度更快的硬盘来使用,所以最后要声明的是任何一个硬盘出问题都可能造成整个阵列的数据丢失。
RAID 1:
RAID 1其实就是镜像技术的实现。简单工作原理就是把相同的数据备份存放在两个驱动器,当一个驱动器出现故障,另一个仍然可以维持系统的正常运转。当然恢复故障驱动器也是非常简单的,只要把数据完好的备份拷贝到正常的硬盘上就可以了。数据冗余的换来的是数据的安全。有的RAID 1通过增加一个RAID控制器来提高容错能力。所以对于关键数据来将,这将是最好的选择。不过RAID 1对于系统的性能提高很小。它的相对低廉的价格和易用的特点使它已经成为RAID控制器的主流之一。
RAID 2:
利用汉明校验码(Hamming code ECC)实现字节层延展技术。这个技术类似于奇偶校验但是并不完全相同。数据以字节为单位被分割并存储在硬盘以及ECC盘上——每当在阵列上写入数据,利用汉明校验规则生成的汉明码就写在了ECC盘,当从阵列中读取数据的时候,汉明码就被用来检验数据写入阵列之后是否被更改过。单字节的错误也能被简测出来并且立即修正过来。不过这种模式所需的RAID控制器价格昂贵,所以至今这种应用几乎没有。
RAID 3:
利用专门奇偶校验实现的字节层延展技术。换句话说,就是应用延展技术将数据分布到阵列的各个驱动器上,同时用专门的驱动器存储用于校验的冗余信息。这种形式的优点就是既通过延展技术提高了性能,又利用专门奇偶校验驱动器容纳冗余信息,以保证数据的安全。一般至少需要3块硬盘:两块用于延展,一块做为专门奇偶校验驱动器。不过虽然利用延展技术提高的性能,可以因为奇偶校验在写入数据时又抵消了一部分性能——因为校验信息同时也需要写入校验驱动器。因为需要进行大量的计算,所以需要硬件RAID控制器,软件RAID几乎没有什么实际意义。RAID 3因为延展容量小,所以适于经常处理大文件的应用。
RAID 4:
RAID 4同RAID 3很相似。唯一的区别就是使用块层延展技术(block level striping),而不是使用的字节层延展技术(byte level striping)。优点是可以通过更改延展容量大小来适用于不同应用。RAID 4也可以看作是RAID 3和RAID 5的混和——既有RAID 3专门奇偶校验驱动器,也有RAID 5的块层延展技术。另外仍然需要硬件RAID控制器。当然专门奇偶校验驱动器还是会降低一些性能。
RAID 5:
RAID 5使用块层延展技术和分布式奇偶校验来实现。它主要针对专门奇偶校验驱动器所带来的瓶颈而产生的解决方案。利用分布式奇偶校验运算法则,把数据和校验数据写在所有的驱动器中。本技术的要旨在于相对于块数据产生校验块(parity blocks)同时存储于阵列当中——解决了专么校验驱动器所带来的瓶颈问题。不过,校验信息是在写入过程中计算出来的,所以对于写入性能仍有影响。当一个硬盘驱动器出现故障,可以从其它的驱动器之中的数据块分离出校验信息从而恢复数据。由于分布式校验本身属性,恢复数据会比其它的形式复杂。RAID 5也可以通过更改延展容量的大小来满足不同应用的需要,另外还需要硬件RAID控制器。RAID 5是目前最流行的RAID应用形式,因为它综合最好的性能、冗余能力、存储能力为一体。当然价格也是不菲的。
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