51CTO.COM

独立硬盘冗余阵列-RAID

liubinsh Linux社区 2017-09-21

独立硬盘冗余阵列(RAID，Redundant Array of Independant Disks),旧称为廉价磁盘冗余阵列(Redundant Array of Inexpensive Disks)。1987年美国加州伯克利分校的一篇名为《A Case for Redundant Arrays of Inexpensive Disk(RAID)》论文诞生，这标志着RAID技术的开始。

那么什么是RAID呢?简单的来讲就是把多个硬盘组合起来，成为一个硬盘阵列组，操作系统会把它当做是一个硬盘，其性能能够达到甚至超过单个昂贵容量大的硬盘。RAID提供了多种硬盘组合的方式，相比单个硬盘来说，提高了硬盘得I/O能力。多个磁盘之间相互冗余，提高了耐用性。

RAID的硬盘组合方式有：RAID-0，RAID-1，RAID-2，RAID-3，RAID-4，RAID-5，RAID-6，RAID-7，RAID10，RAID-01，RAID-50，RAID-53，RAID-60，JBOD。

RAID的实现模式

Software RAID：

软件磁盘阵列，由CPU处理和协调一个RAID里面各个硬盘的作业，这样就会给CPU带来较多的运算压力，分为3种：

1)基于主板的的磁盘阵列：通常上是由主板上的芯片组提供RAID功能硬盘冗余是什么意思。

2)硬件辅助磁盘阵列：需要RAID卡和相关厂商提供的驱动程序，RAID功能是由驱动程序和CPU运算来提供

3)操作系统的RAID功能：Linux、windows Server等操作系统内置的RAID功能

虽然软RAID实现的有多种，但是在生产环境还是不建议使用的。

Hardware RAID：

由上方的可以看出，mmdb（内存）对磁盘的操作只有logdisk（在磁盘上记录日志）和backupdb（的数据备份），而drdb（磁盘）将primarydb存于外存（磁盘）上，内存中只存有page buffer（页面缓存）。在checkpoint操作期间，由于采用的是redo日志，提交事务所做的修改拷贝到磁盘的时 间可能比事务提交的时间晚得多，且采用预提交和组提交技术，我们要考虑检查点发生时的 活动事务，及在检查点进行前将影子内存工作区中，已提交的事务和日志刷新到磁盘中作为 备份。智能拼音输入法，结合了缓冲区重用、压缩索引、dos磁盘调用服务重入、模糊匹配、自动造词、单字频率调整等技术，其功能与当今windows中内嵌的智能拼音输入法基本相当，但只占用30 多kb的内存，而同时代的长城abc等具有智能特征的拼音输入法则要占用160kb左右的内存，而dos的主内存总共只有640kb。

常用RAID介绍

常用的RAID有：RAID0，RAID-1，RAID-5，RAID6，RAID-10，RAID50。

RAID0

取1块寿司帘上铺1片海苔备用4.取适量米饭放在寿司中央，再小心的均匀平铺在海苔上（注意各留1厘米左右的空隙，不要铺满，此步骤如有一次性手套用来推散米饭最佳），再铺上切成条的黄瓜、火腿肠及撒上多一些的肉松5.将帘子往上卷，两手用力挤压定型，先卷1/36.第一步卷好后，继续用帘子卷压并用力定型，直至卷成紧密的长条圆形。2.腊鸡肉砍成条，腊鱼切成6毫米厚的片，腊肉切成4厘米长、3厘米宽、6毫米厚的块，腊舌切成6毫米厚的片，分别口入碗内并加入料酒，然后上蒸笼1小时左右，取出翻扑盘内，淋香油即成。传统bt高速下载时硬盘会响得很厉害这是大量的随机读取造成的举个例子m的文件是被分成k大小的piece（块）按最少存在原则随机下载而每个piece再被分成k的slice（片）顺序请求每次通讯就是以slice为单位的因此总的说是随机访问但相邻slice的顺次访问几率较大因此可以以piece为单位在内存中建立缓存bitspirit（比特精灵）可以由用户设置缓存大小下载上传时通过任务信息可以看出缓存的效率磁盘读取请求 (缓存操作 / 实际操作)可以明显地看出牺牲一小部分内存作缓存对硬盘的保护作用。

若一片数据被切割成了A1-A8，将存储在一个由2块Disk组成的RAID0，那么第一段数据块A1会被存储在Disk0中，第二段数据块A2会被存储在Disk1中，第三段数据块会被存储在Disk0中，以此类推，这一片数据会被均分到2块磁盘上。

RAID0的优缺点：

1)速度快，写和读的能力得到了提高;

2)RAID0没有冗余的能力，一旦一块磁盘出现了故障，则所有的数据都将不会恢复;

3)RAID0需要N块磁盘才能实现(N>=2);

4)能够存储数据的大小为N*min(S1,S2,S3,S4....)

在RAID0中有两个重要的参数：

条带宽度：stripe width，它指的是可以被并行写入的数据块的个数，也就是实现RAID0中磁盘的个数;

条带大小：stripe size，它指的是每次写入磁盘的数据块的大小，大小一般为2KB或者512KB甚至更大，size越小，数据被分割的次数就越多硬盘冗余是什么意思。stripe size对性能是有一定的影响的，在生产环境中，需要调整好。

RAID1

RAID1，镜像化，在RAID1中，数据会被复制成多份，存储在多个磁盘上，如下图：

若一片数据将要被存储，数据会被复制成多份(取决RAID1的磁盘个数)，然后存储到每一个磁盘上。

RAID1的优缺点：

1)冗余性和数据的可靠性最高，只要不是磁盘同时损坏了，一般都不会带来数据丢失的问题;

2)RAID1的容量取决容量最小的那个磁盘，写入速度也是取决于最小的那个磁盘，较大的磁盘的剩余空间可 以分区使用，不会造成浪费;

3)RAID1的读取速度理论上来说是磁盘个数的倍数;

4)RAID1需要N块磁盘才能实现(N>=2)

5)能够存储数据的大小为min(S1,S2,S3...)

RAID3

阵列的磁盘上既有数据，也有数据校验信息，数据块和对应的校验信息会存储于不同的磁盘上，当一个数据盘损坏时，系统可以根据同一带区的其他数据块和对应的校验信息来重构损坏的数据。1、对于fat32分区，每1024字节可用容量会使用4字节用于存储磁盘结构和数据存储位置等信息，但分区中第一gb可用容量却不占用额外的存储容量，因此硬盘整数分区计算器fat32整数分区公式为：。一般都是有帧头（2~3个字节吧），数据（长度根据需要），结束位（1位，有时候设计成校验字节，最简单的校验也就是前面所有数据求和）。

阵列的磁盘上既有数据，也有数据校验信息，数据块和对应的校验信息会存储于不同的磁盘上，当一个数据盘损坏时，系统可以根据同一带区的其他数据块和对应的校验信息来重构损坏的数据。而raid3可以看作是raid0的一种扩展，它也是把数据分块存放在各个硬盘中的，不过为了增加数据的安全性，raid3又另外接一块硬盘存放数据奇偶校验信息，由于在存取的时候要进行数据的奇偶校验，所以raid3的工作速度比raid0要慢一些，如果存储数据的硬盘发生损坏，那么我们只需要更换它，然后就可利用校验盘上的校验信息恢复数据，不过如果校验盘也损坏了，那就无药可救了。当raid5的一个磁盘数据发生损坏后，存储成本相对较低、数据安全和存储成本兼顾的存储解决方案。

RAID3的优缺点：

1.较高的容错能力;

2.不适合写入操作较多的情景，会给校验盘带来一定的负载，适合读取操作较多的应用环境;

3.RAID3需要N块磁盘(N>=3);

4.能够存储数据的大小为(N-1)*min(S1,S2,S3,S4....)。

RAID4

和RAID3类似，RAID4不是以字节为存取单位，RAID4的数据以块(一般为512字节)为单位，如下图：

以块为单位带来的好处就是，减少了奇偶检验的次数，比如，如果一段数据的大小为10个字节，在RAID3上可能需要计算2次奇偶检验值了，但是在RAID4上，10个字节都会被放在第一个磁盘上，并不需要计算。

RAID4的优缺点：

1.较高的容错能力;

2.提高了小量数据的I/O能力;

3.RAID4需要N块磁盘(N>=3);

4.能够存储数据的大小为(N-1)*min(S1,S2,S3,S4....)。

RAID5

sugarhosts有两种方案的vps，一种为ssd硬盘、一种为传统sata硬盘存储，一般我们用户购买后者即可，在前面"sugarhosts传统vps方案内存翻倍升级 加量不加价"之后，针对首月购买的用户可以享受8折优惠。该紫盘颇为独特，专为车载设计，是一款固态/机械混合型硬盘，提供有16gb的闪存空间，当紫盘检测到振动冲击力大于硬盘机械磁头的承受力的强振感时，即转而将数据直存于闪存中，待车况平静后，再将数据转入机械存储盘，既保证了强振时录像数据的完整性，又大大降低了磁头和机械存储撞击产生的的故障率。12个3.5寸硬盘和4个2.5寸ssd组成的混合存储架构，实现了数据盘与缓存盘4：1或3：1的最佳性能比，帮助客户从海量的数据资源中，将热点数据与冷数据区分对待并存储到不同的硬盘区间，从而提升服务器存储的使用效率、优化服务器整体的投入产出比，达到优化存储成本的目的。

数据被条带化存储到了磁盘上，并且每个磁盘上都能够存储奇偶检验值，其读写速度和RAID0差不多，可能写的时候要慢一点，比较要计算奇偶检验，这样，即使坏掉一块磁盘，只需要更换上好的磁盘，RAID会利用剩下奇偶检验去重建磁盘上的数据。

RAID5的优缺点：

1)较高的容错能力;

2)读写速度快;

3)RAID4需要N块磁盘(N>=3);

4)能够存储数据的大小为(N-1)*min(S1,S2,S3,S4....)。

RAID6

与RAID5类似，只是增加了第二个独立的奇偶检验信息块，使用了两种不同的奇偶检验算法，如下图所示：

你可以理解这种方式是所谓最慢的“软解” 假设某个cpu内部加了多媒体加速单元，里面的 乘法器可以执行乘法指令，则 1.直接算a*b 2.结果加c 3.重复上面的完成后面的乘法和加法 假设这条是单周期乘法，第一步只需要一条指令 一个时钟周期，那么这个示例算法就比第一种快 一个数量级了再假设，有一个dsp，支持乘累加指令，可以直 接算a*b+c这种操作 1.直接算a*b+c 2.重复上面的完成后面的乘累加 可以看到，用这种方式，只需要三条指令就能做 完示例算法，比上面只有乘法的方法快一倍再假设，有一个硬件电路，能够直接接受abcde fg输入，一步算出out = ((a*b+c)*d+e)*f+g 1.算出结果，然后，没有然后了 这种方式是最快的，这个是理论上的硬件解码之前说了，理论上的硬件解码速度快，面积和功 耗成本也最少，可是灵活性太差 如果某一天，一种新的编码诞生了，需要算out = (a*b+c)*(d*e+f)+g 对于dsp来说，只需要换一下指令的源操作数， 还是可以通过三条成累加实现，但上述最后一种 方法的硬件电路就废了。阵列的磁盘上既有数据，也有数据校验信息，数据块和对应的校验信息会存储于不同的磁盘上，当一个数据盘损坏时，系统可以根据同一带区的其他数据块和对应的校验信息来重构损坏的数据。极速 ssd 固态硬盘 raid 阵列ssd 存储提供难以置信的磁盘读写性能。

RAID6的优缺点：

1)较高的容错能力

2)同一RAID6中最多运行同时损坏2块磁盘，更换磁盘后，数据将被重新计算写入;

3)RAID6需要N个磁盘(N>=4);

4)RAID容量为(N-2)*min(s1,s2,s3,...)

RAID 01

RAID 01是一种混合的磁盘阵列，即是RAID0和RAID1的混合，先做条带，再做镜像：

好，通常與其他乳化粉如pr-500，pr-415，pr-450，pr-1069及pr-f混合，製品具有消豔效果 pr-f:中低黏度,適當降伏值，良好的脫泡性、脫鏌性、發泡性，發泡製品有極佳之彈性與柔軟性 pr-g:低黏度、透明性良好、經時變化少、吸水性少、絕緣電阻大 pr-500:高黏度、透明性良好、具搖變性 pr-450:適當黏度、優異的發泡性、尤其適用於各類化學發泡製品 pr-415:適當黏度、脫泡性良好、脫鏌性良好 pr-1069:低黏度、良好的機械性、耐磨性及耐水性电话：0769-88768819 蒋生，东莞市常平镇大京九塑胶城。”中的步驟 剩餘的 “memory stick” 1） 容量 22 e 電池低電量警告 （24、 剩餘的 cf 卡容量 22 117） ±0.7ev 階段步級值 43 模式旋鈕 （場景選擇） 400 剩餘可記錄影像數。组选六共计120注.每天购25注中奖概率己相当高.当然去除组三.下面介绍一种有效的.简易的选号法(1)取前二期开奖号为条件:例:2008028q开9902008029q开320那取9023=1 余下145678=2为条件(2)取上期p5和值剩3.14.取积的前三位相加为下期合值例:2008029qp5:32014 和值1010*3.14=3143+1+4=8 030q取合值为8.可上下振幅为1.2(3)以上二个条件得号为28注:2008030q开314正确015016017018045046124125126127134135136169179189268278358367368378459469479489569579如能用杀组合稳条件缩水.注数会大量减少。

RAID01的优缺点：

1)数据可靠性低

2)RAID01需要N个磁盘(N>=4)

本文来自电脑杂谈，转载请注明本文网址：
http://www.pc-fly.com/a/jisuanjixue/article-103006-1.html