RAID 简介

fairchild003

-- shiyu.w 2008/4/23 ¶
RAID介绍

    RAID是一组多个独立的物理磁盘，它通过增加用于保存和访问数据的驱动器数量来提高性能。RAID磁盘子系统提高了I/O性能和数据可用性。对于主机系统而言，该物理磁盘组就像是单个存储装置或多个逻辑装置。由于同时访问多个磁盘，因此提高了数据吞吐量。RAID系统还提高了数据存储可用性和容错能力。由于物理磁盘故障导致的数据丢失可以通过从剩余数据或奇偶校验物理磁盘中重建丢失的数据来恢复。
【注】如果虚拟磁盘出现故障，则无法在RAID 0虚拟磁盘上重建数据。
RAID级别概要

   RAID 0使用磁盘分拆提高数据吞吐量，尤其使用于不需要数据冗余的环境中的大型文件。
   RAID 1使用磁盘镜像，因此可以将写入一个物理磁盘的数据同时写入另一个物理磁盘。这对于容量要求不高，但需要完整数据冗余的小型数据库或其它应用程序很有用。
   RAID 5在所有物理磁盘中使用磁盘分拆和奇偶校验数据（分布式奇偶校验）以提高数据吞吐量和数据冗余，尤其适用于小型随机存取。
   RAID 10（RAID 0和RAID 1的组合）使用跨镜像范围的磁盘分拆。它可以提高数据吞吐量和完整数据冗余。
   RAID 50（RAID 0和RAID 5的组合）适用分布式数据奇偶校验和磁盘分拆，最适合于要求高系统可用性、高请求率、高速数据传输和中到大容量的数据配合使用。
   RAID 6是RAID 5的扩展，并使用附加的奇偶校验块。它使用块层分拆和分布在所有成员磁盘上的两个奇偶校验块。RAID 6可以防止双磁盘故障以及重建单个磁盘时出现故障。在仅有一个阵列的情况下，它可能会比具有一个热备磁盘更具有合理性。
   RAID 60是RAID 6和RAID 0的组合，RAID 0阵列将分拆到RAID 6元素中。这至少需要8个磁盘。
RAID术语

磁盘分拆

   磁盘分拆允许您向多个而不是仅向一个物理磁盘写入数据。磁盘分拆将每个物理磁盘储存空间分区为磁条，磁条的大小从8KB、16KB、32KB、64KB、128KB、256KB、512KB到1024KB不等。以重复顺序方式交叉存取这些磁条。单个物理磁盘的磁条部分称为磁条。
   例如，在仅使用磁盘分拆（用于RAID级别0）的四磁盘系统中，将分段1写入磁盘1，将分段2写入磁盘2，以此类推。由于同时访问多个物理磁盘，磁盘分拆增加了性能，但是它不能提供数据冗余。

图1-1. 磁盘分拆示例（RAID 0）










磁条元1
磁条元2
磁条元3
磁条元4
磁条元5
磁条元6
磁条元7
磁条元8
磁条元9
磁条元10
磁条元11
磁条元12


磁盘镜像

   使用镜像（用于RAID 1），可以将写入一个磁盘的数据同时写入另一个磁盘。如果一个磁盘出现故障，可以使用另一个磁盘上的内容运行系统并重建故障物理磁盘。磁盘镜像的最大优点是可以提供100%的数据冗余。由于一个磁盘上的内容被完全写入到另一个磁盘上，因此如果一个磁盘出现故障影响并不大。两个磁盘总是包含相同的数据。每个物理磁盘均可用作操作物理磁盘。
   磁盘镜像提供100%的冗余，但由于必须复制系统中的每个物理磁盘，因此价格昂贵。

【注】镜像物理磁盘通过读取负载平衡来提高读取性能。

图1-2. 磁盘镜像示例（RAID 1）





磁条元1
磁条元1副本
磁条元2
磁条元1副本
磁条元3
磁条元3副本
磁条元4
磁条元4副本


奇偶检验

   奇偶校验可从两个或多个父数据集中创建冗余数据集。可以使用冗余数据重建其中一个父数据集。奇偶校验数据未完全复制父数据集，但此数据可在数据丢失时用于重构数据。在RAID中，此方法适用于全部物理磁盘或物理磁盘组中所有物理磁盘的磁条。
   奇偶校验数据分布在系统中的所有物理磁盘上。如果单个物理磁盘出现故障，可从奇偶校验和其余物理磁盘上的数据重建。RAID级别5将分布式奇偶校验与磁盘分拆组合在一起，如图1-3所示。
   奇偶校验为一个物理磁盘故障提供冗余，而无需复制全部物理磁盘的内容。但是，奇偶校验生成会减慢写入过程。
   RAID级别6将双分布式奇偶校验与磁盘分拆组合在一起。该奇偶校验级别允许两个磁盘出现故障，而无需复制全部物理磁盘的内容。

图1-3. 分布式奇偶校验的示例（RAID 5）













分段1
分段2
分段3
分段4
分段5
奇偶校验（1-5）
分段7
分段8
分段9
分段10
奇偶校验（6-10）
分段6
分段13
分段14
分段15
奇偶校验（11-15）
分段11
分段12
分段19
分段29
奇偶校验（16-20）
分段16
分段17
分段18
               
         
【注】奇偶校验分布在磁盘组中的多个物理磁盘中

图1-4. 双分布式奇偶校验的示例（RAID 6）














分段1
分段2
分段3
分段4
奇偶校验（1-4）
奇偶校验（1-4）
分段6
分段6
奇偶校验（5-8）
奇偶校验（5-8）
分段7
分段8
奇偶校验（9-12）
奇偶校验（9-12）
分段9
分段10
分段11
分段12
分段13
分段14
奇偶校验（13-16）
奇偶校验（13-16）
分段15
分段16
分段25
奇偶校验（21-25）
分段21
分段22
分段23
分段24
奇偶校验（26-30）
分段26
分段27
分段28
分段29
分段30
            
【注】奇偶校验分布在阵列的所有驱动器中。




本文来自ChinaUnix博客，如果查看原文请点：http://blog.chinaunix.net/u2/64350/showart_573269.html