存儲基礎原理（二）—— RAID技術及應用

• 什麼是RAID

  RAID：Redundant Array of Independent Disks，獨立冗餘磁盤陣列，簡稱磁盤陣列。採用分條，並行方式進行有效的數據組織；採用校驗、鏡像進項數據安全的保護。

• RAID實現方式
  1.硬件RAID。採用集成了處理器的RAID適配卡（簡稱RAID卡）來實現的。他擁有本身的控制處理器、I/O處理芯片和存儲器，減小對主機CPU運算時間的佔用，提升數據傳輸速度。
  2.軟件RAID。徹底依賴於主機的CPU，沒有額外的處理器和I/O芯片。軟件RAID須要佔用CPU處理週期，而且依賴於操做系統。

條帶：磁盤中單個或多個連續的扇區構成一個條帶。它是組成分條的元素。
分條：同一磁盤陣列中的多個磁盤驅動器上的相同「位置」（或者說是相同編號，即同一個磁道的同一個扇區）的條帶。

校驗：採用XOR校驗的算法，即相同爲假，相異爲真。異或校驗冗餘備份。容許其中一塊出故障，經過其餘兩塊數據的計算進行數據的恢復。

鏡像：在進行數據存儲時，存儲兩份或者多份。在寫的過程當中，重複的數據寫到同一塊硬盤上，故磁盤的可利用率低。

• RAID組的4個狀態

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• 常見RAID級別

RAID 0：數據條帶化，無校驗。它表明了全部RAID級別中最高的存儲性能，RAID 0至少使用兩個磁盤驅動器。在數據讀寫過程當中，多塊硬盤同時工做。因爲無校驗、鏡像，因此數據傳輸速率高。正由於此，若是任何一個磁盤出問題，整個組的全部數據都不可用。應用於要求數據讀寫性能快，但不要求有數據保護的場景。

RAID 1：條帶化存儲，對數據鏡像，無校驗。使用兩組磁盤互做鏡像，速度沒有提升，但容許單個磁盤故障，數據可靠性高。應用於要求數據讀性能高，數據有必定可靠性。如 數據庫場景。

RAID 3：數據條帶化讀寫，校驗信息存放於專用硬盤。當N+1個硬盤中的其中一個硬盤出現故障時，可經過校驗盤恢復數據，具備安全性。校驗過程當中，校驗盤壓力大，就會出現故障，校驗盤失效。數據寫入較慢，讀取快。

​ RAID 5：數據條帶化、校驗信息分佈式存放。校驗信息均勻分佈在陣列所屬的硬盤上，每塊硬盤上既有數據信息，又有校驗信息。數據寫入讀取相對較快。至少須要3塊硬盤。

​ RAID 6：帶有兩種校驗的獨立磁盤結構。採用兩種奇偶校驗方法，須要至少N+2(N>2)個硬盤構成陣列。通常用在數據可靠性和可用性要求比較高的場合。實現方式：
1.RAID 6 P+Q--須要計算出兩個校驗數據P和Q，當有兩個數據丟失時，根據P和Q恢復出丟失的數據；

2.RAID 6 DP--一樣有兩個相互獨立的校驗信息塊，可是與RAID 6 P,Q不一樣的是，它的第二塊校驗信息是斜向的。

RAID 10：將鏡像和條帶進行組合的RAID級別，先進行RAID 1鏡像而後再作RAID 0。至少須要4塊硬盤。
RAID 50：先進行RAID 5，再進行RAID 0。主要應用於高性能場景。至少須要6塊硬盤。

小結