第一章 RAID 簡介
RAID 是“獨立磁盤冗余陣列”(最初為“廉價磁盤冗余陣列”)的縮略語,1987 年由Patterson, Gibson 和Katz 在加州大學伯克利分院的一篇文章中定義。RAID 陣列技術(shù)允許將一系列磁盤分組,以實現(xiàn)提高可用性的目的,并提供為實現(xiàn)數(shù)據(jù)保護而必需的數(shù)據(jù)冗余,有時還有改善性能的作用。我們將對七個 RAID 級別: 0,1,3,5,10,30 和50 作些說明。最前面的4 個級別(0,1,3,5,)已被定為工業(yè)標準,10 級、30 級和50 級則反應了ACCSTORds6000 磁盤陣列可以提供的功能。了解每個級別的特征將有助于您判斷哪個級別最適合您的需要,本文的最后一部分將提供一份指導方針,幫助您選擇最適合您需要的RAID 級別。
RAID 級別可以通過軟件或硬件實現(xiàn)。許多但不是全部網(wǎng)絡操作系統(tǒng)支持的RAID 級別至少要達到5 級,RAID10、30 和50 在ACCSTORds6000 磁盤陣列控制下才能實現(xiàn)。基于軟件的RAID 需要
使用主機CPU 周期和系統(tǒng)內(nèi)存,從而增加了系統(tǒng)開銷,直接影響系統(tǒng)的性能。磁盤陣列控制器把RAID 的計算和操縱工作由軟件移到了專門的硬件上,一般比軟件實現(xiàn)RAID 的系統(tǒng)性能要好。
一、 RAID 級別的特征
·RAID-0
RAID-0 使用一種名為“條帶”(striping)的技術(shù)把數(shù)據(jù)分布到各個磁盤上,在那里每個“條帶”被分散到連續(xù)“塊”上。條帶允許從多個磁盤上同時存取信息,可以平衡磁盤間的輸入/輸出負載,從而達到最大的數(shù)據(jù)容量,最快的存取速度。RAID-0 是唯一沒有冗余的一級RAID。沒有冗余使RAID-0 除了速度外還有低成本的優(yōu)點,但這也意味著如果陣列中某個磁盤失敗,該陣列上的所有數(shù)據(jù)都將丟失。在RAID-0 中,從磁盤故障恢復必須更換出錯的磁盤,并從備份中恢復所有驅(qū)動器上的數(shù)據(jù)。
對于可以承受因從磁盤故障中恢復而造成的時間損失的網(wǎng)絡來說,RAID-0 提供了一個高性能選擇。既可以通過軟件,也可以通過硬件實現(xiàn)。
RAID-0(striping)
+最大數(shù)據(jù)容量;低成本;速度快
-沒有冗余
·RAID-1
RAID-1 也被稱為鏡像,因為一個磁盤上的數(shù)據(jù)被完全復制到另一個磁盤上。如果一個磁盤失效,另一個還可用,因此由于磁盤故障而造成的數(shù)據(jù)損失和系統(tǒng)中斷實際上被去除了。鏡像缺點是復制每個磁盤或驅(qū)動器的費用較高,在大型服務器上,這可能是一項很大的花銷。RAID-l 可以由軟件或硬件方式實現(xiàn)。
RAID-1(鏡像、雙工)
+ 冗余最大; 快速恢復
-昂貴
-需要兩個磁盤驅(qū)動器
·RAID-3
RAID-3,也被稱為帶有專用奇偶位的條帶,每個條帶片上都有相當于一“塊”那么大的空間
用來有效存儲冗余信息,即奇偶位。奇偶位是編碼信息,如果某個磁盤發(fā)生故障,可以用來恢復數(shù)
據(jù)。
RAID3(Striping with Dedicated Parity)
+平衡可用性,費用和性能
-因需要進行奇偶計算而使速度下降;一般5 級更好需3 個或更多的驅(qū)動器
·RAID-5
RAID-5 也被叫做帶分布式奇偶位的條帶,每個條帶片上都有相當于一個“塊”那么大的地方被用來存放奇偶位。與RAID-3 不同的是,RAID-5 像分布條帶片上的數(shù)據(jù)那樣把奇偶位信息也分布在所有的磁盤上。盡管有一些容量上的損失,RAID-5 能提供最佳的整體性能,因而也是被廣泛的一種數(shù)據(jù)保護方案。它適合于輸入/輸出密集、高讀/寫比率的應用程序,如事務處理等。為了具有RAID-5 級的冗余度,需要最少由三個磁盤組成的磁盤陣列(不包括一個熱備用)。
RAID-5 可以通過磁盤陣列控制器硬件實現(xiàn),也可以通過某些網(wǎng)絡操作系統(tǒng)軟件實現(xiàn)了。
RAID5(Striping with Distributed Parity)
+平衡可用性,費用和性能
-因需要進行奇偶計算而使速度下降
-需3 個或更多的驅(qū)動器
·RAID-10
RAID-10,也被稱為鏡像陣列條帶。象RAID-0 一樣,數(shù)據(jù)跨磁盤抽取;象RAID-1 一樣,每個磁盤都有一個鏡像磁盤。RAID-10 提供100%的數(shù)據(jù)冗余,支持更大的卷尺寸,但價格也相對較高。對大多數(shù)只要求具有冗余度而不必考慮價格的應用來說,RAID-10 提供最好的性能。使用RAID-10,可以獲得更好的可靠性,因為即使兩個物理驅(qū)動器發(fā)生故障(每個陣列中一個),數(shù)據(jù)仍然可以得到保護。RAID-10 需要4 個磁盤驅(qū)動器,而且只能通過磁盤控制器實現(xiàn)。
RAID10(Striping of Mirrored Arrays)
+比RAID1 的卷尺寸大
-價格貴
-需要四個驅(qū)動器
·RAID-30
RAID-30 也被稱為專用奇偶位陣列條帶。象RAID-0 一樣,跨磁盤抽取數(shù)據(jù);象RAID-3 一樣,使用專用奇偶位。RAID-30 提供容錯能力,并支持更大的卷尺寸。象RAID-10 一樣,RAID-30 也提供高可靠性,因為即使有兩個物理磁盤驅(qū)動器失效(每個陣列中一個),數(shù)據(jù)仍然可用。
RAID-30 最小要求有6 個驅(qū)動器,而且只能由磁盤陣列控制器實現(xiàn)。它最適合非交互的應用程序,如視頻流、圖形和圖象處理等。這些應用程序順序處理大型文件,而且要求高可用性和高速度。
RAID30(Striping of Dedicated Parity Arrays)
+RAID3 大的卷尺寸;
+讀環(huán)境中的性能
-因奇偶計算而導致速度慢
-需6、8、10、12、14、或16 個驅(qū)動器
· RAID-50
RAID-50 也被稱為分布奇偶位陣列條帶。象RAID-0 一樣,跨磁盤抽取數(shù)據(jù);象RAID-5 一樣,使用分布式奇偶位。RAID-50 提供數(shù)據(jù)可靠性,優(yōu)秀的整體性能,并支持更大的卷尺寸。象RAID-
10 和RAID-30 一樣,即使兩個物理磁盤發(fā)生故障(每個陣列中一個),也不會有數(shù)據(jù)丟失。RAID-50 最少需要6 個驅(qū)動器,而且只能通過磁盤陣列控制器實現(xiàn)。它最適合需要高可靠性存儲、高讀取速度、高數(shù)據(jù)傳輸性能的應用。這些應用包括事務處理和有許多用戶存取小文件的辦公應用程序。
RAID50(Striping of Distributed Parity Arrays)
+比RAID5 大的卷尺寸;
+讀環(huán)境中的性能
-因奇偶計算而導致速度慢
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