RAID相关技术知识7

[align=center]RAID完全手册[/align]
　　RAID是“独立磁盘冗余阵列”（最初为“廉价磁盘冗余阵列”）的缩略语，1987年由Patterson，Gibson和Katz在加州大学伯克利分院的一篇文章中定义。RAID阵列技术允许将一系列磁盘分组，以实现提高可用性的目的，并提供为实现数据保护而必需的数据冗余，有时还有改善性能的作用。随着计算机技术的快速发展，RAID已经从高端服务器市场日益步入寻常百姓家。但当我们接触到RAID的时候，常会被RAID的各种级别搞得眼花瞭乱。各种RAID级别有什么特殊的含义？我们怎样选择RAID级别？请关注以下的文章……
　　RAID级别可以通过软件或硬件实现。许多但不是全部网络操作系统支持的RAID级别至少要达到5级，RAID 10、30和50只有在磁盘阵列控制器控制下才能实现。基于软件的RAID需要使用主机CPU周期和系统内存，从而增加了系统开销，直接影响系统的性能。磁盘阵列控制器把RAID的计算和操纵工作由软件移到了专门的硬件上，一般比软件实现RAID的系统性能要好。
　　有三个因素将影响您对RAID级别的选择：可用性（数据冗余），性能和成本。如果不需要可用性，那么RAID-0将带来最佳性能。如果可用性和性能很重要而价格并不重要，那么选择RAID-1或RAID-10（视磁盘数而定）。如果价格、可用性和性能同样重要，那么选择RAID-3，RAID-30，RAID-5或RAID-50（视数据传输类型和磁盘驱动器数目。
　　下面的流图提供了选择RAID级别的一些指导原则。使用这些原则帮助您选择自己需要的RAID级别。需要知道的是，您的应用程序的某些特性也许使用不同的RAID级别更为合适。
　　*如果只要得到最佳性能而不必考虑价格，那么应该考虑RAID－1或RAID－10。
　　选择RAID级别似乎就是这么简单，但是，要是想了解不同级别的RAID为什么会具备这些特性，乃至对各种RAID级别有个比较清晰的认识，那就需要看看左边这些对各种RAID级别的介绍。
　　最后，让我们看看一个RAID选择的实例，作者采取了定量测量的方法对RAID提供的安全性做了量度。

[align=center]RAID10、RAID30和RAID50[/align]

　　RAID-10
　　RAID－10（参见图3），也被称为镜象阵列条带。象RAID-0一样，数据跨磁盘抽取；象RAID-1一样，每个磁盘都有一个镜象磁盘。RAID-10提供100%的数据冗余，支持更大的卷尺寸，但价格也相对较高。对大多数只要求具有冗余度而不必考虑价格的应用来说，RAID-10提供最好的性能。使用RAID-10，可以获得更好的可靠性，因为即使两个物理驱动器发生故障（每个阵列中一个），数据仍然可以得到保护。RAID-10需要4个磁盘驱动器，而且只能通过HP NetRaid磁盘控制器实现。

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RAID-30
　　RAID-30（参见图4）也被称为专用奇偶位阵列条带。象RAID-0一样，跨磁盘抽取数据；象RAID-3一样，使用专用奇偶位。RAID-30提供容错能力，并支持更大的卷尺寸。象RAID-10一样，RAID-30也提供高可靠性，因为即使有两个物理磁盘驱动器失效（每个阵列中一个），数据仍然可用。
　　RAID-30最小要求有6个驱动器，而且只能由HP NetRaid磁盘阵列控制器实现。它最适合非交互的应用程序，如视频流、图形和图象处理等。这些应用程序顺序处理大型文件，而且要求高可用性和高速度。
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RAID-50
　　RAID-50(参见图5）也被称为分布奇偶位阵列条带。象RAID-0一样，跨磁盘抽取数据；象RAID-5一样，使用分布式奇偶位。RAID-50提供数据可靠性，优秀的整体性能，并支持更大的卷尺寸。象RAID-10和RAID-30一样，即使两个物理磁盘发生故障（每个阵列中一个），也不会有数据丢失。
　　RAID-50最少需要6个驱动器，而且只能通过HP NetRaid磁盘阵列控制器实现。它最适合需要高可靠性存储、高读取速度、高数据传输性能的应用。这些应用包括事务处理和有许多用户存取小文件的办公应用程序。
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[align=center]RAID级特征[/align]

[align=center]RAID级*[/align]	[align=center]RAID-0[/align]	[align=center]RAID-1[/align]	[align=center]RAID-3[/align]	[align=center]RAID-5[/align]	[align=center]RAID-10[/align]	[align=center]RAID-30[/align]	[align=center]RAID-50[/align]
别名	条带	镜象	专用奇偶位条带	分布奇偶位条带	镜象阵列条带	专用奇偶阵列条带	分布奇偶阵列条带
容错性	没有	有	有	有	有	有	有
冗余类型	没有	复制	奇偶位	奇偶位	复制	奇偶位	奇偶位
热备盘选项	没有	有	有	有	有	有	有
需要的磁盘数	一个或多个	只需2个	三个或更多	三个或更多	只需4个	6，8，10，12，14，16	6，8，10，12，14，16
可用容量	总的磁盘的容量	只能用磁盘容量的50%	（n-1）/n的磁盘容量。其中n为磁盘数	（n-1）/n的总磁盘容量。其中n为磁盘数。	磁盘容量的50%	n-2/2的磁盘容量。其中n为磁盘数目	n-2/n的磁盘容量。其中n为磁盘数

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[align=center]独立磁盘冗余阵列(RAID)技术[/align]
　　独立磁盘冗余阵列（RAID）是在服务器等级用于高容量数据存储的公用系统。RAID系统使用许多小容量磁盘驱动器来存储大量数据，并且使可靠性和冗余度得到增强。对计算机来说，这样一种阵列就如同由多个磁盘驱动器构成的一个逻辑单元。
　　RAID存储的方式多种多样。某些类型的RAID强调性能，某些则强调可靠性、容错或纠错能力。因此，可根据要完成的任务来选择类型。不过，所有的RAID系统共同的特点——也是其真正的优点则是“热交换”能力：用户可以取出一个存在缺陷的驱动器，并插入一个新的予以更换。对大多数类型的RAID来说，不必中断服务器或系统，就可以自动重建某个出现故障的磁盘上的数据。
　　RAID并非保护大量数据的唯一途径，但是，常规的备份和镜像软件速度较慢，而且，如果一个驱动器出现故障，则往往需要中断系统。即使磁盘不导致服务器中断，IT工作人员仍需要断掉服务器来更换驱动器。相反，RAID利用镜像或奇偶信息来从剩余的驱动器重建数据，不必中断系统。
Level0、3和5是三种最常见的RAID实施方式:

　　RAIDLevel0即数据分割，是最基本的方式。在一个普通硬盘驱动器上，数据被存储在同一张盘的连续扇区上。RAID0至少使用两个磁盘驱动器，并将数据分成从512字节到数兆字节的若干块，这些数据块被交替写到磁盘中。第1段被写到磁盘1中，第2段被写到磁盘2中，如此等等。当系统到达阵列中的最后一个磁盘时，就写到磁盘1的下一分段，以下如此。分割数据将I／O负载平均分配到所有的驱动器。由于驱动器可以同时写或读，性能得以显著提高。但是，它却没有数据保护能力。如果一个磁盘出故障，数据就会丢失。RAID0不适用于关键任务环境，但是，它却非常适合于视频生产和编辑或图像编辑。
　　RAIDLevel3包括数据分割，另外，它还指定一个驱动器来存储奇偶信息。这就提供了某种容错功能，在数据密集型环境或单一用户环境中尤其有益于访问较长的连续记录。RAID3需要同步主轴驱动器来预防较短记录的性能下降。
　　RAIDLevel5类似于Level0，但是它不是将数据分成块，而是将每个字节的位拆分到多个磁盘。这样会增加管理费用，但是，如果一个磁盘出现故障，则它可以更换，数据可以从奇偶和纠错码中重建。RAID5包括所有的读／写运行。它需要三到五个磁盘来组成阵列，最适合于不需要关键特性或几乎不进行写操作的多用户系统。
其它不常见的RAID类型:

　　RAIDLevel1是磁盘镜像——写到磁盘1中的一切也写到磁盘2中，从任何一个磁盘都可以读取。这样就提供了即时备份，但需要的磁盘驱动器数量最多，不能提高性能。RAID1在多用户系统中提供最佳性能和容错能力，是最容易实施的配置，这最适用于财务处理、工资单、金融和高可用数据环境。
　　RAIDLevel2是为大型机和超级计算机开发的。它可在工作不中断的情况下纠正数据，但是，RAID2倾向于较高的数据校验和纠错率。
　　RAIDLevel4包括较大的数据条，这样，就可以从任何驱动器读取记录。由于这种类型缺乏对多种同时写操作的支持，因而，几乎不使用。
　　RAIDLevel6几乎没有进行商用。它使用一种分配在不同的驱动器上的第二种奇偶方案，扩展了RAID5。它能承受多个驱动器同时出现故障，但是，性能——尤其是写操作却很差，而且，系统需要一个极为复杂的控制器。
　　RAIDLevel7有一个实时嵌入操作系统用作控制器，一个高速总线用于缓存。它提供快速的I／O，但是价格昂贵。
　　RAIDLevel10由数据条阵列组成，其中，每个条都是驱动器的一个RAID1阵列。它与RAID1的容错能力相同，面向需要高性能和冗余，但不需要高容量的数据库服务器。

　　RAIDLevel53是最新的一种类型，实施情况同Level0数据条阵列，其中，每一段都是一个RAID3阵列。它的冗余与容错能力同RAID3。这对需要具有高数据传输率的RAID3配置的IT系统有益，但是它价格昂贵、效率偏低.