计算机原理 4.14 RAID

Posted 2020-12-12 fate-

1、RAID提出的背景

很多人都有因磁盘故障而导致数据丢失的经历。

磁盘访问速度过慢

多磁盘管理不方便

2、RAID定义

RAID叫做廉价磁盘冗余阵列，也叫做独立磁盘冗余阵列。

3、RAID的核心技术

将数据条带化后，存放在不同磁盘上，通过多磁盘的并行操作提高系统的读写速率。

使用基于异或运算为基础的校验技术恢复虽坏的数据。

4、常见的几种RAID技术

1）RAID0

数据以条带方式均匀分散在各磁盘

 

 所需磁盘数：2个或更多

优点：磁盘读写效率高，无校验带来使用和配置方便

缺点：无冗余，数据安全性低

适用领域：视频、图像及需高传输带宽的应用

 

2）RAID1

数据采用镜像的冗余方式，同一数据有多份拷贝

 

 所需磁盘数：至少2个

优点：100%数据冗余，数据安全性高，理论上可以实现2倍的读取速率

缺点：空间利用率只有50%

适用领域：财务、金融等高可用应用

 

3）RAID 3/4

数据是按位/条带并行传输到多个磁盘上，同时校验数据存放到专用校验盘上。

 

 所需磁盘数：至少3块

优点：读写性能都比较好，磁盘利用率高，（N-1）/N

缺点：控制器设计复杂，检验磁盘的写性能有瓶颈

适用领域：视频生成和图像、视频编辑等需要高吞吐量的应用环境。

 

4）RAID 5

数据按条带分布在不同磁盘上，校验信息被均匀分散到各磁盘上

 

 所需磁盘数：最低为3个

优点：读性能比较高，校验信息的分布式存取，避免出现写操作的瓶颈。

缺点：控制器设计复杂，磁盘重建的过程比较复杂

适用领域：FTP、Email、Web、数据库

 

5）RAID 10

结合RAID和RAID0，先镜像，再条带化

 

 所需磁盘数：最低为4个

优点：读性能高，数据安全性好，允许同时有半数磁盘失效

缺点：空间利用率也只有50%

使用领域：多用于高可用性和高安全性的应用场合。

 

6）RAID 01

结合RAID0和RAID1，先条带化，再镜像

 

 只能容忍一个磁盘故障，如0号盘损坏，左边RAID失效，只能使用右边的RAID0，不能再有盘损坏，，故冗余度为1

 

5、RAID实现方式

软件RAID：

功能都依赖于主机CPU完成，没有第三方的控制处理器和I/O芯片

硬件RAID：

专门RAID控制处理器和I/O处理芯片处理RAID任务，不占用主机CPU资源。

 

6、RAID技术总结