各种RAID的工作原理.doc

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1、各种RAID的工作原理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

2、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。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

3、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

4、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

5、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。在计算机发展的初期，“大容量”硬盘的价格还相当高，解决数据存储安全性问题的主要方法是使用磁带机等设备进行备份，这种方法虽然可以保证数据的安全，但查阅和备份工作都相当繁琐

6、。1987年，Patterson、Gibson和Katz这三位工程师在加州大学伯克利分校发表了题为《ACaseofRedundantArrayofInexpensiveDisks（廉价磁盘冗余阵列方案）》的论文，其基本思想就是将多只容量较小的、相对廉价的硬盘驱动器进行有机组合，使其性能超过一只昂贵的大硬盘。这一设计思想很快被接受，从此RAID技术得到了广泛应用，数据存储进入了更快速、更安全、更廉价的新时代。　　磁盘阵列对于个人电脑用户，还是比较陌生和神秘的。印象中的磁盘阵列似乎还停留在这样的场景中：在宽阔的大厅里，林立的磁盘柜，数名表情

7、阴郁、早早谢顶的工程师徘徊在其中，不断从中抽出一块块沉重的硬盘，再插入一块块似乎更加沉重的硬盘……终于，随着大容量硬盘的价格不断降低，个人电脑的性能不断提升，IDE-RAID作为磁盘性能改善的最廉价解决方案，开始走入一般用户的计算机系统。本期的重头戏便是“一步一步教你用RAID”。一、RAID技术规范简介　　RAID技术主要包含RAID0～RAID7等数个规范，它们的侧重点各不相同，常见的规范有如下几种：　　RAID0：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，因此具有很高的数据传输率，但它没有数据冗余，因此并不能

8、算是真正的RAID结构。RAID0只是单纯地提高性能，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。因此，RAID0不能应用于数据安全性要求高的场合。　　RAID1：它是通过磁盘数据