RAID5工做原理介紹

導讀	在《Linux就該這麼學》書籍的第6章第7節磁盤冗餘陣列講到了RAID 5，此文僅做爲對RAID 5的興趣閱讀，供讀者瞭解其工做原理。

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爲例，其數據存儲方式如圖4所示：圖中，P0爲D0，D1和D2的奇偶校驗信息，P1爲D3，D4，D5的奇偶校驗信息，以此類推。由圖中能夠看出，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RAID 5的各個磁盤上，而且奇偶校驗信息和相對應的數據分別存儲於不一樣的磁盤上。當RAID 5的一個磁盤數據發生損壞後，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。

RAID 5能夠理解爲是RAID 0和RAID 1的折衷方案。RAID 5能夠爲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具備和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做稍慢。同時因爲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。

RAID 5奇偶校驗信息——異或運算

1.異或的邏輯符號：^

2.異或的邏輯定義
同則假，異則真（0^0=0，1^1=0， 0^1=1 ，1^0=1）

3.計算機中的邏輯運算用1表示真，0表示假。

4.兩個字節按位異或的例子：
01111001
11100111 ：異或運 ^
-------------------
10011110

5.假設一個3個數字的異或運算模型
例：3塊硬盤HD1,HD2,HD3的數據信息全經過校驗盤HD4存放校驗信息

hd1	hd2	hd3	--hd4
0	0	0	--0
0	0	1	--1
0	1	0	--1
0	1	1	--0
1	0	0	--1
1	0	1	--0
1	1	0	--0
1	1	1	--1

從這個模型理解異或運算的概念：偶數個1的結果爲0，奇數個1的結果爲1；

圖解RAID 5

RAID的保存原理是用Bit Striping及當前主流Block Striping的分割方式，將Data分散保存至各硬盤中，當硬盤有受損時則經由XOR運算，再將存在其餘各硬盤內的Parity Blocks及Data Stripe磁區的Data Blocks進行計算而重建資料Rebuild。
1、RAID 5 Striping 架構：RAID-5 Striping Mode

2、RAID 5 受損運做模式：RAID-5 Degraded Mode

3、RAID 5 XOR 復原：RAID-5 XOR Data Recovery

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