RAID技术分析及参数（教学课件）

RAID技术

什么是RAID？RAID：RedundantArraysofInexpensive（Independent）Disks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。

RAID0，0+1，1，3，5，6RAID10，30，50，60

奇偶校验parity技术

parity是应用于RAID中的另一种冗余技术

比如你的一个数据单位有x位数字，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x＋1位，如果这x＋1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parity技术

一般的这个额外的奇偶校验数据由异或逻辑运算(XOR,eXclusiveOR

)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

10101010xor11111111=01010101

11111111xor01010101=10101010

10101010xor01010101=11111111

延展（striping）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。RAID0

技术：RAID-0只用到DataStriping，就是把数据分散成以sector为单位写入磁盘內。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RAID-0执行效率远超过一个硬盘或其它RAID形式。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完整而造成资料损毀。应用：以RAID-0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。容量:RAID-0磁盘阵列有效之数据容量为

Nx单块硬盘容量

(N：硬盘数)RAID1

技术：就是大家熟悉的“DiskMirroring”，使用两块相同容量的硬盘，系统一次写入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量(RAID1基本上並沒有用到“DataStriping”的技术)

。优点：RAID1提供了相当好的效率，因为

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，容錯(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。缺点：需要比需求容量多一倍的硬盘，费用较高。容量:RAID1磁盘阵列有效的数据容量为

(N/2)x单块硬盘容量

(N：硬盘数)RAID3技术：RAID-3运用了与RAID-0相同的技术，最大的差別是它多了一块硬盘来储存Parity的资料，目地是为了系统的容错功能(Fault-Tolerance)。一样是分成条带（Stripe）存入数据阵列中，RAID-3会把这些片段数据以XOR

的逻辑运算方式计算出一个值--ParityData，然后再將此Parity值储存到专属的Parity硬盘內，其最主要的作用就在于当磁盘阵列中的某一个硬盘出了问题，系统仍可依照Parity的计算模式继续工作。优点：适用在顺序且大数据量的连续存储，以及Single-User的环境上，如CAD/CAM系统，ImageProcessing，Audio/VideoData.....等，通过“DataStriping”，在转速相同的硬盘阵列中可以达到相当好的效率。缺点：因为每次的I/O读取动作都必须由每一个硬盘在同一时间來处理，所以以效率來看並不适用于Multi-I/O，Multi-Users的环境中。容量:RAID3磁盘阵列有效的数据容量为

(N-1)x单块硬盘的容量

(N：硬盘数)RAID3RAID5技术：与RAID-3相同，关键之处是把条带改成了“块”。并将Parity分散于所有RAID结构的硬盘中，不需要专门的Parity硬盘，每个硬盘都记录着其它阵列中硬盘的Parity数据，若当阵列中某一个硬盘损坏时，便很容易地可由其它硬盘來修复／重建数据以达到系统容错能力。可在同一时间內执行多个I/O动作，提高了整体

Read/Write的效率，也正好符合Multi-I/O，Multi-User的环境。写入时把条带改成了数据块.优点：RAID-5的技术可以说是综合了以上所有不同RAID技术的优点。是在磁盘阵列技术上相当具有潜力的架构，越來越多的使用者将他们的网络主机或数据库系统架构在RAID-5的基础上，因为它将是储存技术的主流。容量:RAID5磁盘阵列有效的数据容量为(N-1)x单块硬盘容量

(N：硬盘数)RAID5RAID5RAID5RAID5RAID6技术RAID6MinimumDisksRequired4CapacityN-2RedundancyYesWithstandstwodrivefailures,oronediskfailureandbadblocksonanotherdriveRAID6RAID10/30技术：RAID10、30技术相当于RAID1或3加RAID0组合而成，数据写入前先做RAID1或RAID3，再藉由“DataStriping”技术，通过RAID0将逻辑磁盘組合成一个大容量之逻辑磁盘，达到更高数据容错保护机制，即为RAID10或RAID30。RAID50技术：RAID50就是以RAID0技术将两个(含)以上相同容量之RAID5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RAID0“DataStriping”分散在各个RAID5逻辑磁盘，再由各个RAID5逻辑磁盘依其技术特性写入实体硬盘內。优点：此种技术可以整合多个逻辑磁盘获得更大容量的磁盘空间，亦可得到更高的数据安全机制。缺点：必须花費较高的成本(每一个RAID5逻辑磁盘所能使用的磁盘空间为N–1)。NRAID技术：NRAID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(容量等于所有硬盘空间总和)，且不具备RAID或“DataStriping”特性，因此也无法达到容錯及提高效率等功能。谢谢！9、人的价值，在招收诱惑的一瞬间被决定。03-2月-2303-2月-23Friday,February3,202310、低头要有勇气，抬头要有低气。***2/3/20234:38:38PM11、人总是珍惜为得到。03-2月-23**Feb-2303-Feb-2312、人乱于心，不宽余请。***Friday,February3,202313、生气是拿别人做错的事来惩罚自己。03-2月-2303-2月-23**03February202314、抱最大的希望，作最大的努力。03二月2023**03-2月-2315、一个人炫耀什么，说明他内心缺少什么。。二月23*03-2月-23*03February202316、业余生活要有意义，不要越轨。**2/3/202317、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。***03-2月-23谢谢大家9、人的价值，在招收诱惑的一瞬间被决定。03-2月-2303-2月-23Friday,February3,202310、低头要有勇气，抬头要有低气。***2/3/20234:38:38PM11、人总是珍惜为得到。03-2月-23**Feb-2303-Feb-2312、人乱于心，不宽余请。***Friday,February3,202313、生气