RAID技术培训PPT

1、RAID技术技术 什么是什么是 RAIDRAID？n RAID： Redundant Arrays of Inexpensive（Independent） Disksn廉价（独立）磁盘冗余阵列技术，是磁盘阵列所使用的主要技术。可廉价（独立）磁盘冗余阵列技术，是磁盘阵列所使用的主要技术。可将硬盘根据可靠性和性能要求的不同分成若干级别。将硬盘根据可靠性和性能要求的不同分成若干级别。n RAID 0，0+1，1，3，5，6n RAID 10，30，50，60 奇偶校验奇偶校验 parity parity 技术技术 n parity是应用于RAID中的另一种冗余技术 n 比如你的一个数据单位有x位数字

2、，那么你可以使用这x位数字产生一个奇偶校验位，并且把这个奇偶校验位作为这个数据单位的第x1位，如果这x1位中的任何一个丢失，剩下的x位仍能修复这个数据。 奇偶校验奇偶校验 parity parity 技术技术 一般的这个额外的奇偶校验数据由异或逻辑运算(XOR, eXclusive OR )产生。如果你对异或逻辑运算不清楚。下表讲让你明白： 很简单“真”“真”异或的结果是真,“假”“假”异或的结果也是真，“真”“假”异或结果是“假”,这里的“真”“假”分别等同于二进制的0、1。 例如 10101010 xor 11111111 = 01010101 11111111 xor 01010101

3、= 10101010 10101010 xor 01010101 = 11111111 延展（延展（stripingstriping）技术）技术 striping技术通过把数据分布到磁盘阵列的所有驱动器上以提高性能而延展技术的主要原理是并行处理。Striping 写是将一个完整的数据文件分成若干块依次同时写入不同的硬盘，即增加了可靠性又充分利用了各个硬盘的读写能力将速度发挥到最大。Striping 读单块硬盘上有个非常大的文件，读时只能从头到尾的读取。而striping技术在读取的时候是从多个硬盘里同时读取。 硬盘越多，性能提高越明显。RAID 0RAID 0 n技术：RAID-0只用到Dat

4、a Striping，就是把数据分散成以，就是把数据分散成以 sectorsector为单为单位写入磁盘內。位写入磁盘內。n优点：由于阵列中的硬盘在同一时间共同分担每笔数据的写入及读取操作，所以：由于阵列中的硬盘在同一时间共同分担每笔数据的写入及读取操作，所以RAID-0执行效率远超过一个硬盘或其它RAID形式。n缺点：RAID-0沒有容错功能(Fault-Tolerance)，也就是说当阵列中的任一个硬盘故障，整个阵列也因数据的不，也就是说当阵列中的任一个硬盘故障，整个阵列也因数据的不完整而造成资料损毀。完整而造成资料损毀。n应用：以：以 RAID-0 RAID-0 的执行效率來看较适用于顺

5、序且大数据量的连续存储环境，并对安全性要求低的环境。的执行效率來看较适用于顺序且大数据量的连续存储环境，并对安全性要求低的环境。n容量: RAID-0 RAID-0 磁盘阵列有效之数据容量为磁盘阵列有效之数据容量为 N x N x 单块硬盘单块硬盘容量容量 ( N( N：硬盘数：硬盘数 ) ) RAID 1RAID 1 n技术：就是大家熟悉的：就是大家熟悉的“Disk Mirroring”Disk Mirroring”，使用两块相同容量的硬盘，系统一次写入，使用两块相同容量的硬盘，系统一次写入2 2份相同的数据到这两个硬盘內，而系统可使用的只是一个硬盘的容份相同的数据到这两个硬盘內，而系统可使

6、用的只是一个硬盘的容量量( RAID 1 基本上並沒有用到“Data Striping”的技术) 。n优点： RAID 1 RAID 1 提供了相当好的效率，因为提供了相当好的效率，因为 mirrored mirrored 的两个硬盘数据皆相同，系统可以有效率的选择从哪一个硬盘来读取数据会比较快，另一方面，的两个硬盘数据皆相同，系统可以有效率的选择从哪一个硬盘来读取数据会比较快，另一方面，容錯容錯 (Fault-Tolerance) (Fault-Tolerance) 功能也是相当重要的原因，由于两个硬盘数据相同，故当其中一个硬盘损毀，另一个可以继续接著工作。功能也是相当重要的原因，由于两个硬

7、盘数据相同，故当其中一个硬盘损毀，另一个可以继续接著工作。n缺点：需要比需求容量多一倍的硬盘，费用较高。：需要比需求容量多一倍的硬盘，费用较高。n容量: RAID1 RAID1 磁盘阵列有效的数据磁盘阵列有效的数据容量容量为为 (N / 2) x 单块硬盘容量 (N(N：硬盘数：硬盘数) )RAID 3RAID 3n技术：RAID-3 RAID-3 运运用了用了与与RAID-0RAID-0相同的技相同的技术术，最大的差別是它，最大的差別是它多了一块硬盘来储存Parity的资料，目地是，目地是为为了系了系统的统的容容错功能错功能( Fault-( Fault-Tolerance )Toleran

8、ce )。一样是分成条带（一样是分成条带（Stripe Stripe ）存入数据阵列中）存入数据阵列中 ，RAID-3RAID-3会会把把这这些片段些片段数据数据以以 XOR 的的逻辑运逻辑运算方式算方式计计算出一算出一个值个值-Parity -Parity DataData，然，然后后再將此再將此ParityParity值值储储存到存到专属专属的的ParityParity硬硬盘盘內，其最主要的作用就在內，其最主要的作用就在于当磁盘阵于当磁盘阵列中的某一列中的某一个个硬硬盘盘出了出了问题问题，系，系统统仍可依照仍可依照ParityParity的的计计算模式算模式继续工作继续工作。n优点：适用适

9、用在在顺序顺序且且大数据量大数据量的的连续存储连续存储，以及，以及Single-UserSingle-User的的环环境上，如境上，如 CAD/CAMCAD/CAM系统，系统，Image ProcessingImage Processing，Audio/Video Data . Audio/Video Data . 等，等，通过通过 “ “ Data Striping ”Data Striping ”，在，在转转速相同的硬速相同的硬盘阵盘阵列中可以列中可以达达到到相当好相当好的效率。的效率。n缺点：因因为为每次的每次的 I/O I/O 读读取取动动作都必作都必须须由每一由每一个硬盘个硬盘在同一

10、在同一时间时间來來处处理，所以以效率來看並不理，所以以效率來看並不适适用用于于 Multi-I/OMulti-I/O，Multi-UsersMulti-Users的的环境环境中中。n容量: RAID 3 RAID 3 磁磁盘阵盘阵列有效列有效的数据的数据容量容量为为 (N - 1) x (N - 1) x 单块硬盘的单块硬盘的容量容量 (N(N：硬：硬盘数盘数) ) RAID 3RAID 3RAID 5RAID 5n技术：与与RAID-3RAID-3相同，关键之处是把相同，关键之处是把条带条带改成了改成了“块块”。并将。并将ParityParity分散于所有分散于所有RAIDRAID结构的硬盘

11、中，结构的硬盘中，不需要不需要专门专门的的 ParityParity硬硬盘盘，每，每个个硬硬盘盘都都记录着记录着其它阵列中硬盘的其它阵列中硬盘的 ParityParity数据，若数据，若当当阵列中某一个硬盘阵列中某一个硬盘损坏时损坏时，便很容易地可由其它硬盘來修复重建数据以，便很容易地可由其它硬盘來修复重建数据以达达到系统到系统容容错错能力。可在同一时间內能力。可在同一时间內执执行多个行多个 I/O I/O 动作，提高了整动作，提高了整体体 Read / Write Read / Write 的效率，也正好符合的效率，也正好符合Multi-I/OMulti-I/O，Multi-User Mul

12、ti-User 的的环环境。境。写写入时把条带改成了数据块入时把条带改成了数据块. .n优点：RAID-5RAID-5的技术可以的技术可以说说是是综综合了以上所有不同合了以上所有不同RAIDRAID技术的技术的优点优点。是在磁。是在磁盘盘阵列技术上相阵列技术上相当当具有具有潜潜力的架力的架构构，越來越多的使用者，越來越多的使用者将将他他们们的的网络网络主主机机或数据或数据库库系统架系统架构构在在 RAID-5 RAID-5 的基的基础础上，因为它上，因为它将将是是储储存技术的主流。存技术的主流。 n容量: RAID 5 RAID 5 磁盘阵列有效磁盘阵列有效的的数据数据容量容量为为 (N -

13、1) x (N - 1) x 单块硬盘容量单块硬盘容量 (N(N：硬盘：硬盘数数) ) RAID 5RAID 5RAID 5RAID 5RAID 5RAID 5RAID 5RAID 5nRAID 6 RAID 6 技术技术RAID 6Minimum Disks Required4CapacityN-2RedundancyYesWithstands two drive failures, or one disk failure and bad blocks on another driveRAID 6RAID 6RAID 10 / 30RAID 10 / 30技术：RAID 10、30技术技术相

14、当于相当于RAID 1或或3加加RAID 0组合而成组合而成，数据写入前先做，数据写入前先做RAID 1或或RAID 3，再藉由，再藉由 “Data Striping”技术技术，通过通过RAID 0将将逻辑磁盘組合成一个大容量之逻辑磁盘，逻辑磁盘組合成一个大容量之逻辑磁盘，达达到更高数据容到更高数据容错错保保护护机制机制，即为，即为RAID 10或或RAID 30。.Physical DrivesPhysical DrivesPhysical DrivesRAID 10RAID 1RAID 1RAID 1Logical DrivesLogical DrivesLogical Drives.Ph

15、ysical DrivesPhysical DrivesPhysical DrivesRAID 30RAID 3RAID 3RAID 3Logical DrivesLogical DrivesLogical DrivesRAID 50RAID 50技术：RAID 50就是以就是以RAID 0技术技术将将两个两个(含含)以上相同容量之以上相同容量之RAID 5逻辑磁盘組合成另一个大容量之逻辑磁盘，当数据要写入時，会先將数逻辑磁盘組合成另一个大容量之逻辑磁盘，当数据要写入時，会先將数据做据做RAID 0 “Data Striping”分散在各个分散在各个RAID 5逻辑磁盘，再由各个逻辑磁盘，再由

16、各个RAID 5逻辑磁盘依其技术特性写入逻辑磁盘依其技术特性写入实体硬实体硬盘內。盘內。优点：此种技术可以整合多个逻辑磁盘获此种技术可以整合多个逻辑磁盘获得得更大容量更大容量的的磁盘空间，亦可得到更高的数据磁盘空间，亦可得到更高的数据安安全机制。全机制。 缺点：必必须须花費花費较较高的成本高的成本(每一个每一个RAID 5逻辑磁盘所能使用的磁盘空间为逻辑磁盘所能使用的磁盘空间为 N 1)。 .Physical DrivesPhysical DrivesPhysical DrivesRAID 50RAID 5RAID 5RAID 5Logical DrivesLogical DrivesLogical DrivesNRAIDNRAID技术：NRAID即即Non-RAID。此技术只是將所有硬盘虚拟成一个大容量逻辑磁盘机此技术只是將所有硬盘虚拟成一个大容量逻辑磁盘机(容量等容量等于于所有硬盘空间所有