各类型RAID功能与原理说明

发布时间:2021-06-06

应用存储中对各类型Raid的具体说明,以及工作原理。

各种RAID的分类及工作原理

RAID全称为Redundant Array of Disks,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,以实现为数据保护而必需的数据冗余,以及为提高读写性能而形成的数据条带分布。RAID最初用于高端服务器市场,不过随着计算机技术的快速发展,RAID技术已经渗透到计算机遍布的各个领域。如今,在家用电脑主板中,RAID控制芯片也随处可见。

一般,RAID系统可以存在于各种接口界面,就我们现时来说,PATA、SATA以及SCSI均有相应的硬盘可以组成RAID。随着Intel 865/875系列芯片组的发布,家用市场的硬盘接口开始转向SATA,而RAID方式也将从PATA过渡到SATA。

RAID技术伴随着人们的使用过程,经历了一系列的变迁与发展。而在家用市场上,我们一般只能看到RAID 0、RAID 1以及RAID 0+1这几种磁盘阵列方式。不过从DFI Lanparty主板的诞生开始,我们又迎来了第四种磁盘阵列方式,那就是RAID 1.5。

从实际应用来说,家用RAID的组建大多数情况是为了进一步提高磁盘的读写性能,而数据的备份可由其他方式达到(如刻录)。所以,在只有2个硬盘的情况下,人们愿意尝试的以RAID 0为主,不过RAID 1.5的诞生让我们改变了这一理念。究竟这两种相对廉价的磁盘阵列方式具有何等的性能?让我们来为大家揭晓。

各RAID说明:

RAID 0:

RAID 0使用一种称为“条带”(striping)的技术把数据分布到各个磁盘上。在那里每个“条带”被分散到连续“块”(block)上,数据被分成从512字节到数兆字节的若干块后,再交替写到磁盘中。第1块被写到磁盘1中,第2块被写到磁盘2中,如此类推。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,如此下去。

分割数据可以将I/O负载平均分配到所有的驱动器中。由于驱动器可以同时写或读,使得性能显著提高。但是,它却没有数据保护能力。如果一个磁盘出现故障,那么数据就会全盘丢失。因此,RAID 0不适用于关键任务环境,但是,它却非常适合于视频、图像的制作和编辑。

RAID 1:

RAID 1也被称为镜象,因为一个磁盘上的数据被完全复制到另一个磁盘上。如果一个磁盘的数据发生错误,或者硬盘出现了坏道,那么另一个硬盘可以补救回磁盘故障而造成的数据损失和系统中断。另外,RAID 1还可以实现双工——即可以复制整个控制器,这样在磁盘故障或控制器故障发生时,您的数据都可以得到保护。镜象和双工的缺点是需要多出一倍数量的驱动器来复制数据,但系统的读写性能并不会由此而提高,这可能是一笔不小的开支。RAID l可以由软件或硬件方式实现。

RAID 2:

RAID 2是为大型机和超级计算机开发的带海明码校验磁盘阵列。磁盘驱动器组中的第1个、第2个、第4个 第2的n次幂个磁盘驱动器是专门的校验盘,用于校验和纠错。如下图:七个磁盘驱动器组建的RAID 2,第1、2、4个磁盘驱动器(红色)是纠错盘,其余的(紫色)用于存放数据。RAID 2对大数据量的读写具有极高的性能,但少量数据的读写时性能反而不好,所以RAID 2实际使用较少。

由于RAID 2的特殊性,只要我们使用的磁盘驱动器越多,校验盘在其中占的百分比越少。如果希望达到比较理想的速度和较好的磁盘利用率,那最好可以增加保存校验码ECC码的硬

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