RAID磁盘阵列技术有哪些类型和基本特质

RAID(RedundantArrayofIndependent/InexpensiveDisks),即是独立磁盘冗余阵列。它是一种将多块独立的硬盘(物理硬盘)按不同的组合方式形成一个硬盘组(逻辑硬盘)从而提供比单块硬盘更大的存储容量、更高的可靠性和更快的读写性能等

综合性能方面(数据安全以及速度方面)是RAID5比较好;数据读取方面,RAID1最快;数据安全方面,RAID1最好;数据写入方面,RAID0最快。

● 认识磁盘阵列RAID

一、功能

1,对磁盘高速存取(提速):RAID将普通硬盘组成一个磁盘阵列,在主机写入数据,RAID控制器把主机要写入的数据分解为多个数据块,然后并行写入磁盘阵列;主机读取数据时,RAID控制器并行读取分散在磁盘阵列中各个硬盘上的数据,把它们重新组合后提供给主机。由于采用并行读写操作,从而提高了存储系统的存取系统的存取速度。

2,扩容

3,数据冗余

  分类和特征

RAID可分为级别0到级别6,通常称为:RAID0,RAID1,RAID2,RAID3,RAID4,RAID5,RAID6。

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和RAID3一样,RAID4和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。

● 热交换和热冗余是什么

在RAID系统中一般都具有热交换和热冗余能力。热交换允许在不关闭系统或电源的前提下更换故障硬盘,当然更换上的新硬盘也可以被系统动态的识别出来并且正确的配置和添加,而这些都不需要重新启动计算机。这样做的好处是勿庸置疑的,对于维护人员来说非常的简单,而对于很多应用场合,比如Web服务器等,用户并不希望服务器停机,这样造成的损失将是不可估量的。很多HP/DELL服务器产品和RAID磁盘阵列都具有热交换的能力。

热冗余一般用于不适于热交换的场合。这种设计一般是在故障出现之前就在计算机中配置了额外的硬盘,当有硬盘出现故障的时候,这块冗余的就可以自动替代故障的硬盘的位置,对于这样的系统在系统关闭之前是不能把损坏的硬盘拔下来的。热冗余虽然不如热交换方便,但是总比没有好一些。

总结

其实磁盘阵列的种类非常多,我们今天介绍的是部分基本的应用模式,在实际应用为了达到足够的性能和稳定,可以把各种RAID模式搭配使用,当然这样对于RAID控制器的要求会更高,磁盘阵列系统的成本也就更高。

服务器所采用的RAID一般是基于SCSI的,所以这样RAID系统的成本将会更加高昂。其实这个功能对于我们个人的应用还具有一定的距离,即使你拥有了一张整合了RAID控制器的主板,也需要至少2块硬盘(一般的要求这两块硬盘在容量、品牌、转速上都是一样的),对于个人用户来说这是一笔不小的开支。当然如果你有特殊的需要,比如需要假设一个工作站或者Web服务器,但是又不想花费太多的资金,那么IDERAID还是一个不错的选择。这里需要提醒大家的是,一般的板载IDERAID的处理器占用率较高,并且IDERAID在部分应用中还不如SCSI硬盘。