2023学年完整公开课版RAID分类与级别

RAID分类与级别1.理解什么是RAID

2.掌握RAID的分类

3.掌握RAID的级别什么是RAIDRAID（RedundantArrayofIndependentDisks）：独立冗余磁盘阵列，简称磁盘阵列。RAID是按照一定的形式和方案组织起来的存储设备。它比单个存储设备在速度、稳定性和存储能力上都有很大的提高，并且具备一定的数据安全保护能力。RAID更有效的数据组织数据安全保护能力RAID的主要功能RAID技术的主要功能：通过对磁盘上的数据进行条带化，实现对数据成块存取，减少磁盘的机械寻道时间，提高了数据存取速度。通过对一阵列中的几块磁盘同时读取，减少了磁盘的机械寻道时间，提高了数据存取速度。通过镜像或者存储奇偶校验信息的方式，实现了对数据的冗余保护。RAID的数据组织方式分块：将一个分区分成多个大小相等、地址相邻的快，这些称为分块。塔式组成条带的元素。条带：同一磁盘阵列中的多个磁盘驱动器上的相同“位置”（或者说是相同编号）的分块。分条深度-影响存储性能的因素分条深度（Stripedepth）：在使用分条数据映射的磁盘阵列中，条“分块”的数量，块就是阵列中写数据的最小单元。分条深度的选择通常如下：应用类型分条深度（KB）连续型IO为主的应用64（或128）离散型IO为主的应用16（或32）RAID0无差错控制的条带化阵列A0A1A2A3A4A5A6A74N-24N-14N4N-3............磁盘0磁盘2磁盘3磁盘1RAID0工作原理RAID0特性优点：I/O负载平均分配到所有的驱动器。有趣驱动器可以同时读写，性能是所有RAID级别中最高的，所以磁盘利用率最高。设计、使用和配置简单。缺点：数据无冗余，一旦阵列中邮一个驱动器故障，其中的数据将丢失。应用范围：视频生成和编辑、图像编辑等对传输带宽需求较大的应用领域。RAID1镜像结构的阵列A0A0A1A1NN......磁盘0磁盘1RAID1工作原理RAID1特性优点：RAID1对存储的数据进行百分之百的备份，提供最高的数据安全保障。设计、使用和配置简单。缺点：磁盘空间利用率低，存储成本高。磁盘写性能提升不大。应用范围：可应用于金融、保险、证券、财务等对数据的可用性和安全性要求较高的应用领域。RAID3带奇偶校验码的并行阵列A2P1A3A5P24N-24N-14N-3............磁盘0磁盘1磁盘2校验盘P1A0A1P2A4PNRAID3工作原理RAID3特性优点：通过较为简单的异或运算技术获得数据备份。阵列中磁盘数量越多，数据备份的成本越低。缺点：需要专用磁盘做校验盘使用，如果校验盘故障会导致数据无备份。任一磁盘写数据会导致校验信息的重新计算，校验盘的写性能可能成为瓶颈。应用范围：适合用于视频生成、视频编辑等高吞吐量的应用环境。RAID5分布式奇偶校验码的独立磁盘结构A1A2A4A5A64N-24N-14N-3............磁盘0磁盘1磁盘2磁盘3P1A74N...磁盘4P1A0P2PNA3RAID5工作原理RAID5特性优点：高可用性。磁盘利用率高。随机读写性能高，校验信息分布存储于各个磁盘，避免单个校验盘的写操作瓶颈。缺点：异或校验影响存储性能。硬盘重建过程较为复杂。控制器设计复杂。应用范围：适合用于文件服务器、E-mail服务器、WEB服务器等输入/输出密集、读/写比率较高的应用环境。RAID6带有两个独立分布式校验方案的独立数据磁盘RAID6特性优点：具有高可用性。可同时允许两块磁盘失效。至少需要四块磁盘。缺点：采用两种奇偶校验消耗系统资源，系统负载较重。磁盘利用率比RAID5更低。配置过于复杂。应用范围：适合用在对数据准确性和完整性要求极高的环境。RAID7最优化的异步高I/O速率和高数据传输率RAID7特性优点：自身带有操作系统不占用主机CPU资源。读写速度得到提高。提高I/O速度。缺点：配置相当复杂。成本较高，实际应用比较少见。应用范围：价格昂贵，主要应用于高端市场。RAID组合-RAID10RAID10是将镜像和条带进行组合的RAID级别，先进行RAID1镜像然后再做RAID0。RAID10也是一种应用比较广泛的RAID级别。RAID10的特性优点：高读取速度。高写入速度，写开销较小。特定情况下，可以允许N/2个硬盘同时损坏。缺点：磁盘利用率低，只有1/2的硬盘利用率，至少需要4块磁盘。应用范围：数据量大，安全性要求高的环境，如银行、金融等领域。RAID01RAID01就是将条带和镜像进行两级组合的RAID级别，第一级是RAID0，第二级为RAID1。一般来说，RAID01的失效概率要比RAID10大，不过无硬盘故障下，RAID01的读取速度要比RAID10快。RAID01特性优点：高读取速度，比RAID10的读取速度快。高写入速度，写开销较小。特定情况下，可以允许N/2个硬盘同时损坏。缺点：磁盘利用率低，只有1/2的硬盘利用率，至少需要4块磁盘。数据安全性比RAID10更低。应用范围：数据量大，安全性要求高的环境，如银行、金融等领域。RAID50RAID50是将RAID5和RAID0进行两级组合的RAID级别，第一级是RAID5，第二级是RAID0。RAID50特性优点：比RAID5有更好的读性能。比相同容量的RAID5重建时间更短。至多允许每个RAID5中一个磁盘