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RAID技术详解TAC---张科2008-61大纲选择RAID级别的注意事项各RAID级别介绍热备盘介绍2什么是条带化当服务器和一个单独的磁盘驱动器相连接的时候,读写数据块受到磁盘缓冲能力,以及旋转速度的限制。当磁盘忙于处理一个或多个数据块时,主机在发送或接收的数据之前必须等待应答。通过将数据流分布到一个磁盘陈列的多个磁盘上来提高数据吞吐量,这个技术称为分条,或条带化。3RAID实现的方式1.软件RAID(无智能RAID)–Driver-basedRAID–OS-basedRAID2.硬件RAID(智能RAID)–I/Oprocessor(IOP)basedRAID–I/Ocontroller(IOC)basedRAID区分方式——基于用来运行RAID引擎的处理器的不同:4RAID选择中的注意事项在选择采用何种RAID类型的时候,必须注意以下事项:用户数据需要多少空间校验带来的磁盘空间损失应用的性能要求5RAID的模式RAID提供了多种使用的模式,常见的有5种:RAID0RAID1RAID3RAID5RAID66RAID0模式又称为striping,在这种模式下,可以把数据分散到各个磁盘进行存储,在进行数据存取时,可以同时对几个磁盘进行读写,通过并行的访问来提高数据传输速度,这些磁盘在逻辑上一个磁盘,使用RAID可以达到单个的磁盘驱动器几倍、几十倍的速率。在所有的级别中,RAID0的速度是最快的,但不具有冗余。RAID0概述7Drive0Drive1Drive2Drive3D11D10D9D8D7D6D5D4D3D2D1D0DATARAID-0:StripedDiskArraywithoutFaultTolerance(没有容错设计的条带磁盘阵列)RAID0结构图解RAID-0结构图解8RAID的模式RAID提供了多种使用的模式,常见的有6种:RAID0RAID1RAID3RAID5RAID69RAID1模式又称为mirror,RAID1模式主要是通过将一块硬盘中的数据完整复制到另一块硬盘来实现数据的备份,每一个硬盘都有一个镜像硬盘,这个镜像硬盘随时保持与源硬盘的内容一致。RAID1可靠性最高,但是其磁盘的利用率却只有50%,是所有RAID级别中磁盘利用率最低的一个级别。RAID1概述10D2’D1’D0’Drive0Drive1D5D4D3D2D1DATARAID1结构图解RAID-1结构图解RAID-1:MirroringandDuplexing(相互镜像)D0’D0D1’D2’11RAID的模式RAID提供了多种使用的模式,常见的有6种:RAID0RAID1RAID3RAID5RAID612RAID3采用Stripping技术将数据分块,对这些块进行异或校验,校验数据写到最后一个硬盘上。RAID3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/n。RAID3概述13■■■■■■■■■■■■RAID3结构图解Drive0Drive1Drive2Drive3Drive4D11D10D9D8D7D6D5D4D3D2D1D0DATAParityGenerationParity1Parity2Parity3RAID-3:Paralleltransferwithparity(并行传输及校验)异或RAID-3结构图解14RAID的模式RAID提供了多种使用的模式,常见的有6种:RAID0RAID1RAID3RAID5RAID615RAID5与RAID3相似,都有进行奇偶校验,以确保数据的可靠性,但是RAID5不是把所有的校验块集中保存在一个专门的校验盘中,而是分散到所有的数据盘中。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。RAID5级别的硬盘利用率为n-1/n。性价比最高。RAID5概述16RAID5结构图解Drive0Drive1Drive2Drive3Drive4D11D10D9D8D7D6D5D4D3D2D1D0DATARAID控制器Parity1Parity2Parity3RAID-5结构图解RAID-5:IndependentDatadiskswithdistributedparityblocks(独立的数据磁盘与分布式校验块)Parity5Parity4D12D13D19D18D17D16D15D14D23D22D21D2017RAID的模式RAID提供了多种使用的模式,常见的有6种:RAID0RAID1RAID3RAID5RAID618RAID6是在RAID5基础上实现的,为进一步加强保护数据而设计的一种方式,与RAID5不同的是它进一个P+Q的双重校验,除了在每个硬盘上有同级数据XOR校验区外,还有一个对每个数据块的XOR校验,可以保证同一RAID组中两块磁盘同时故障而不丢失数据。RAID6级别的硬盘利用率为n-2/n,安全性很高,比RAID5还要高十倍以上。RAID6概述19RAID6结构图解Drive0Drive1Drive2Drive3Drive4D8D7D6D5D4D3D2D1D0DATARAID控制器Parity1Parity2Parity3RAID-6结构图解Parity5Parity4D12D13D19D18D17D16D15D14D23D22D21D20RAID-6:IndependentDatadiskswithtwoindependentdistributedparityschemes(独立的数据硬盘与两个独立分布式校验方案)Q1Q2Q3Q5Q4D9D10D1120RAID0+1RAID0+1把RAID0和RAID1技术结合起来,数据除分布在多个盘上外,每个盘都有其物理镜像盘,提供全冗余能力,允许一个以下磁盘故障,而不影响数据可用性,并具有快速读/写能力。RAID0+1要在磁盘镜像中建立带区集至少4个硬盘。21RAID10RAID10RAID10即高可靠性与高效磁盘结构它是一个带区结构加一个镜象结构,可以达到既高效又高速的目的。这种新结构的价格高,可扩充性不好。22RAID比较性能之间的比较:表1表明了在足够磁盘数据的情况下各种RAID类型的性能比较。表1:不同RAID类型的性能比较23RAID比较RAID级别容错性读写性能最少磁盘数可用磁盘容量RAID0没有高2总容量RAID1一般低2总容量的50%RAID3高高3(n-1)/n的磁盘容量,n为总磁盘数RAID5很高高3(n-1)/n的磁盘容量,n为总磁盘数RAID6最高高4(n-2)/n的磁盘容量,n为总磁盘数24热备盘热备盘(HotSpare):当一个正在使用的磁盘发生故障后,一个空闲、加电并待机的磁盘将马上代替此故障盘,此方法就是热备。热备用磁盘上不存储任何的用户数据。一个热备用磁盘可以专属于一个单一的阵列(本地热备盘)或者它也可以是整个阵列热备用磁盘池中的一部分(全局热备盘)。RAID1RAID5本地热备盘本地热备盘全局热备盘
本文标题:RAID技术详解
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