RAID 简介参考模板

1、JBOD JBOD(Just Bundle Of Disks)译成中文可以是"简单磁盘捆绑"或者“磁盘簇”，通常又称为Span。 JBOD 不是标准的RAID级别，它只是在近几年才被一些厂家提出，并被广泛采用。以三个硬盘组成的Span为例，其数据存储方式如图所示：Span是在逻辑上把几个物理磁盘一个接一个串联到一起，从而提供一个大的逻辑磁盘。Span上的数据简单的从第一个磁盘开始存储， 当第一个磁盘的存储空间用完后， 再依次从后面的磁盘开始存储数据。Span存取性能完全等同于对单一磁盘的存取操作。Span也不提供数据安全保障。它只是简单的提供一种利用磁盘空间的方法，Span

2、的存储容量等于组成Span的所有磁盘的容量的总和。如图例.JBOD全解析 广大读者可能对RAID阵列比较熟悉，其实，与之相同，JBOD也是存储领域中一类重要的存储设备。 JBOD（Just a Bunch Of Disks，磁盘簇）是在一个底板上安装的带有多个磁盘驱动器的存储设备。和RAID阵列不同，JBOD没有前端逻辑来管理磁盘上的数据分布，相反，每个磁盘进行单独寻址，作为分开的存储资源，或者基于主机软件的一部分，或者是RAID组的一个适配器卡。 工作原理 JBOD可以在基于并行SCSI电缆的直接附加存储中使用，或在一般情况下，在具有Fibre Channel接口的存储网络中使用。因为JBO

3、D不十分智能，而且存储网络没有独立的接口，所以单独驱动器的接口类型决定了SAN的连接类型。基于IP的存储网络使用千兆以太网，因此传输需要独立的JBOD磁盘上的千兆以太网/IP接口，或者在千兆以太网和IP到Fibre Channel或并行SCSI之间的桥接设备。随着时间的推移，磁盘驱动器厂商会决定市场需要的接口类型。 磁盘驱动器插在一个内部总线上，将服务器与JBOD系统之间的外部总线电缆简化成单条电缆连接。JBOD也支持热插拔磁盘驱动器，即可以在不影响数据存储和服务器操作的同时增加或者替换磁盘。 使用SCSI磁盘的JBOD，各磁盘之间组成一个封闭的SCSI菊花链，为主机提供了并行SCSI连接。使

4、用Fibre Channel磁盘的JBOD可以提供12个Fibre Channel接口，在内部形成一个共享环段。 1 / 5使用SCSI Enclosure Services协议可以提供带内管理，它可以在并行SCSI和Fibre Channel环境中使用。一些厂商的产品允许通过硬件开关或者跳线将JBOD分成分离的磁盘阵列，比如，可以将一个单独的Fibre Channel JBOD分成对主机来说独立的两个资源。 在JBOD中，单独的磁盘驱动器如何进行数据存储取决于主机或者取决于HBA的RAID智能。例如，Windows磁盘管理程序可以从各个JBOD磁盘中创建单独的卷，或者将一组JBOD磁盘分配成

5、一个软件RAID组成的卷。 优缺点明显 JBOD与RAID阵列相比较的优势在于它的低成本，可以将多个磁盘合并到共享电源和风扇的盒子里。市场上常见的JBOD经常安装在19英寸的机柜中，因此提供了一种经济的节省空间的配置存储方式。随着更高容量的磁盘驱动器投入市场，采用具有几百GB的磁盘建立JBOD配置成为可能。 在JBOD的使用过程中，最主要的问题是JBOD在单独的磁盘出现故障的恢复能力，如果没有恰当的迂回能力，那么一个驱动器的故障就可能导致整个JBOD的失效。 JBOD中的磁盘阵列有着严格的制冷系统和电源设施，这些都是容错的重要体现。电源、冷却系统、数据总线和其他部件的容错可以帮助数据存储系统挽

6、回由于硬件损坏而引起的错误，但是不能帮助检查并修复错误。理论上，JBOD解决方案应该在管理状态通过向预警软件发送标准信息来告知管理人员目前数据的问题。 RAID 0(别名：条带)容错：没有冗余：没有热备盘选项：没有读性能：高随机写性能：高连续写性能：高需要的磁盘数：只需2个或两个以上 可用容量：总的磁盘的容量典型应用：无故障的迅速读写，要求安全性不高，如图形工作站等。RAID 0又称为Stripe或Striping，它代表了所有RAID级别中最高的存储性能。RAID 0提高存储性能的原理是把连续的数据分散到多个磁盘上存取，这样，系统有数据请求就可以被多个磁盘并行的执行，每个磁盘执行属于它自己的

7、那部分数据请求。这种数据上的并行操作可以充分利用总线的带宽，显著提高磁盘整体存取性能。如图所示:系统向三个磁盘组成的逻辑硬盘(RADI 0 磁盘组)发出的I/O数据请求被转化为3项操作，其中的每一项操作都对应于一块物理硬盘。我们从图中可以清楚的看到通过建立RAID 0，原先顺序的数据请求被分散到所有的三块硬盘中同时执行。从理论上讲，三块硬盘的并行操作使同一时间内磁盘读写速度提升了3倍。 但由于总线带宽等多种因素的影响，实际的提升速率肯定会低于理论值，但是，大量数据并行传输与串行传输比较，提速效果显著显然毋庸置疑。 RAID 0的缺点是不提供数据冗余，因此一旦用户数据损坏，损坏的数据将无法得到恢

8、复。 RAID 0具有的特点，使其特别适用于对性能要求较高，而对数据安全不太在乎的领域，如图形工作站等。对于个人用户，RAID 0也是提高硬盘存储性能的绝佳选择。RAID 1又称为Mirror或Mirroring（镜像）它的宗旨是最大限度的保证用户数据的可用性和可修复性。 RAID 1的操作方式是把用户写入硬盘的数据百分之百地自动复制到另外一个硬盘上。当读取数据时，系统先从RAID1的源盘读取数据，如果读取数据成功，则系统不去管备份盘上的数据；如果读取源盘数据失败，则系统自动转而读取备份盘上的数据，不会造成用户工作任务的中断。当然，我们应当及时地更换损坏的硬盘并利用备份数据重新建立Mirror

9、，避免备份盘在发生损坏时，造成不可挽回的数据损失。RAID 1技术详析RAID 1是这样一种模式，拿两块盘的例子来进行说明。RAID 1和RAID 0不同，RAID 0对数据没有任何保护措施，每个Block都没有备份或者校验保护措施。RAID 1对虚拟逻辑盘上的每个物理Block，都在物理盘上有一份镜像备份，也就是说数据有两份。对于RAID 1的写IO，速度不但没有提升，而且有所下降，因为数据要同时向多块物理盘写，时间以最慢的那个为准，因为是同步的。而对于 RAID 1 的读 IO请求，不但可以并发，而且就算顺序IO的时候，控制器也可以像RAID 0一样，从两块物理盘上同时读数据，提升速度。R

10、AID 1可以没有Stripe的概念，当然也可以有。在读、并发IO的模式下，由于可以并发N个IO，每个IO占用一个物理盘，这就相当于提升了 N 倍的 IOPS。由于每个 IO 只独占了一个物理盘，所以数据传输速度相对于单盘并没有改变，所以不管是随机还是顺序IO，相对单盘都不变。在读、顺序IO、随机IO模式下，由于IO不能并发，所以此时一个IO可以同时读取N个盘上的内容。但是在随机IO模式下，寻道时间影响很大，纵使同时分块读取多个磁盘的内容，也架不住寻道时间的抵消，所以性能提升极小。在读、顺序IO、连续IO模式下，寻道时间影响到了最低，此时传输速率为主要矛盾，同时读取多块磁盘的数据，时间减少为1

11、/N，所以性能提升了N倍。写IO的时候和读IO情况相同，就不做分析了。写IO因为要同时向每块磁盘写入备份数据，所以不能并发 IO，也不能分块并行。但是如果控制器把优化算法做到极至的话，还是可以并发IO的，比如控制器从IO队列中提取连续的多个IO，可以将这些IO合并，并发写入磁盘，前提这几个IO必须是事务性的，也就是说LBA必须连续，不然不能作为一个大的合并IO。而且和文件系统也有关系，文件系统碎片越少，并发几率越高。RAID5 容错性：有冗余类型：奇偶校验热备盘选项：有读性能：高随机写性能：低连续写性能：低需要的磁盘数：三个或更多可用容量：（n-1）*单个磁盘容量（n为磁盘数，单个磁盘容量以容量最小的单硬盘容量为准）典型应用：随机数据传输要求安全性高，如金融、数据库、存储等。RAID 5 是一种存储性能、数据安全和存储成本兼顾的存储解决方案。 以四个硬盘组成的RAID 5为例，其数据存储方式如图4所示：图中，P0为D0，D1和D2的奇偶校验信息，其它以此类推。由图中可以看出，RAID 5不对存储的数据进行备份，而是把数据和相对应的奇偶校验信息存储到组成RAID5的各个磁盘上，并且奇偶校验信息和相对应的数据分别存储于不同的磁盘上。当RAID5的一个磁盘数据发生损坏后，利用剩下的数据和相应的奇偶校验信息去恢复被损坏的数据。RAID 5可以理解为是RAID