RAID 是“獨立磁盤冗余陣列”(最初為“廉價磁盤冗余陣列”)的縮略語,1987 年由Patterson, Gibson 和Katz 在加州大學伯克利分院的一篇文章中定義。RAID 陣列技術允許將一系列磁盤分組,以實現提高可用性的目的,并提供為實現數據保護而必需的數據冗余,有時還有改善性能的作用。我們將對七個RAID 級別: 0,1,3,5,10,30 和50 作些說明。最前面的4 個級別0,1,3,5,)已被定為工業標準,10 級、30 級和50 級則反應了ACCSTOR2000 磁盤陣列可以提供的功能。了解每個級別的特征將有助于您判斷哪個級別最適合您的需要,本文的最后一部分將提供一份指導方針,幫助您選擇最適合您需要的RAID 級別。RAID 級別可以通過軟件或硬件實現。許多但不是全部網絡操作系統支持的RAID 級別至少要達到5 級,RAID10、30和50 在ACCSTOR2000 磁盤陣列控制下才能實現。基于軟件的RAID 需要使用主機CPU 周期和系統內存,從而增加了系統開銷,直接影響系統的性能。磁盤陣列控制器把RAID 的計算和操縱工作由軟件移到了專門的硬件上,一般比軟件實現RAID 的系統性能要好。
RAID 0
1、RAID 0又稱為Stripe(條帶化)或Striping,它代表了所有RAID級別中最高的存儲性能。RAID 0提高存儲性能的原理是把連續的數據分散到多個磁盤上存取,這樣,系統有數據請求就可以被多個磁盤并行的執行,每個磁盤執行屬于它自己的那部分數據請求。這種數據上的并行操作可以充分利用總線的帶寬,顯著提高磁盤整體存取性能。
2、系統向三個磁盤組成的邏輯硬盤(RADI 0 磁盤組)發出的I/O數據請求被轉化為3項操作,其中的每一項操作都對應于一塊物理硬盤。我們從圖中可以清楚的看到通過建立RAID 0,原先順序的數據請求被分散到所有的三塊硬盤中同時執行。從理論上講,三塊硬盤的并行操作使同一時間內磁盤讀寫速度提升了3倍。 但由于總線帶寬等多種因素的影響,實際的提升速率肯定會低于理論值,但是,大量數據并行傳輸與串行傳輸比較,提速效果顯著顯然毋庸置疑。
3、RAID 0的缺點是不提供數據冗余,因此一旦用戶數據損壞,損壞的數據將無法得到恢復。
4、RAID 0具有的特點,使其特別適用于對性能要求較高,而對數據安全不太在乎的領域,如圖形工作站等。對于個人用戶,RAID 0也是提高硬盤存儲性能的絕佳選擇。
RAID 1
1、RAID 1又稱為Mirror或Mirroring(鏡像),它的宗旨是最大限度的保證用戶數據的可用性和可修復性。 RAID 1的操作方式是把用戶寫入硬盤的數據百分之百地自動復制到另外一個硬盤上。
2、當讀取數據時,系統先從RAID 0的源盤讀取數據,如果讀取數據成功,則系統不去管備份盤上的數據;如果讀取源盤數據失敗,則系統自動轉而讀取備份盤上的數據,不會造成用戶工作任務的中斷。當然,我們應當及時地更換損壞的硬盤并利用備份數據重新建立Mirror,避免備份盤在發生損壞時,造成不可挽回的數據損失。
3、由于對存儲的數據進行百分之百的備份,在所有RAID級別中,RAID 1提供最高的數據安全保障。同樣,由于數據的百分之百備份,備份數據占了總存儲空間的一半,因而Mirror(鏡像)的磁盤空間利用率低,存儲成本高。
4、Mirror雖不能提高存儲性能,但由于其具有的高數據安全性,使其尤其適用于存放重要數據,如服務器和數據庫存儲等領域。
RAID 10=RAID 0+1
1、正如其名字一樣RAID 0+1是RAID 0和RAID 1的組合形式,也稱為RAID 10。
2、以四個磁盤組成的RAID 0+1為例,其數據存儲方式如圖所示:RAID 0+1是存儲性能和數據安全兼顧的方案。它在提供與RAID 1一樣的數據安全保障的同時,也提供了與RAID 0近似的存儲性能。
3、由于RAID 0+1也通過數據的100%備份功能提供數據安全保障,因此RAID 0+1的磁盤空間利用率與RAID 1相同,存儲成本高。
4、RAID 0+1的特點使其特別適用于既有大量數據需要存取,同時又對數據安全性要求嚴格的領域,如銀行、金融、商業超市、倉儲庫房、各種檔案管理等。
RAID 5
1、RAID 5 是一種存儲性能、數據安全和存儲成本兼顧的存儲解決方案。 以四個硬盤組成的RAID 5為例,其數據存儲方式如圖4所示:圖中,P0為D0,D1和D2的奇偶校驗信息,其它以此類推。由圖中可以看出,RAID 5不對存儲的數據進行備份,而是把數據和相對應的奇偶校驗信息存儲到組成RAID5的各個磁盤上,并且奇偶校驗信息和相對應的數據分別存儲于不同的磁盤上。當RAID5的一個磁盤數據發生損壞后,利用剩下的數據和相應的奇偶校驗信息去恢復被損壞的數據。
2、RAID 5可以理解為是RAID 0和RAID 1的折衷方案。RAID 5可以為系統提供數據安全保障,但保障程度要比Mirror低而磁盤空間利用率要比Mirror高。RAID 5具有和RAID 0相近似的數據讀取速度,只是多了一個奇偶校驗信息,寫入數據的速度比對單個磁盤進行寫入操作稍慢。同時由于多個數據對應一個奇偶校驗信息,RAID 5的磁盤空間利用率要比RAID 1高,存儲成本相對較低。