磁盘阵列设备的选型与选购
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数据存储与备份选择适合的硬盘类型与容量数据存储与备份选择适合的硬盘类型与容量在当今数字化时代,数据的重要性无法被低估。
无论是个人用户还是企业机构,都需要合理选择适合的硬盘类型与容量来存储和备份数据。
本文将介绍不同类型的硬盘以及选择适当的硬盘容量的相关考量。
一、硬盘类型1. 传统机械硬盘(HDD)传统机械硬盘是目前市场上最常见的硬盘类型。
它通过磁头读写机械运动来进行数据的存取。
传统机械硬盘的主要特点是容量较大、价格相对较低。
它适合用于存储大量的数据,比如大型文件和媒体内容。
然而,机械硬盘存在速度较慢、容易受到物理冲击和磁场的影响等问题。
2. 固态硬盘(SSD)固态硬盘采用了闪存芯片来进行数据存储,相比于传统机械硬盘,它具有更高的读写速度、更低的能耗和更小的体积。
SSD还有抗震抗摔、低噪音等优点,适合用于移动设备和高性能计算机。
然而,固态硬盘的容量相对较小,价格较高,不适合存储大量的数据。
3. 混合硬盘(Hybrid HDD)混合硬盘是传统机械硬盘和固态硬盘的结合体。
它保留了传统机械硬盘的大容量特点,并在硬盘内部增加了一小块闪存作为缓存以提高读写速度。
混合硬盘可以在一定程度上平衡机械硬盘和固态硬盘的性能和价格,是一种较为经济实惠的选择。
二、硬盘容量的选择选择适当的硬盘容量需要考虑以下几个方面:1. 存储需求首先,你需要对你的存储需求进行评估。
如果你只是个人用户,存储一些照片、音乐和文档等,那么几百GB的容量就足够了。
但如果你是一个专业摄影师或者工程师,需要存储大量的高清照片或工程文件,那么你可能需要几TB的容量。
2. 数据增长率其次,你还需要考虑你的数据增长率。
如果你的数据量以较快的速度增长,那么你应该选择具有较大容量的硬盘,以满足未来的存储需求。
否则,你可能很快就需要再次升级硬盘。
3. 预算硬盘容量与价格成正比。
在选择硬盘容量时,你需要考虑自己的预算情况。
在满足存储需求的前提下,选择一个价格合适的硬盘是明智的选择。
磁盘阵列技术了解磁盘阵列技术磁盘阵列几乎是每个网管员必须掌握的一项技术。
随着现在越来越多的厂商推出了各种磁盘阵列技术,在现在的存储应用中也越来越广泛。
那么磁盘阵列技术对我们的影响有什么呢?在购买和应用时要注意哪些问题呢?TechTarget专家将深入给我们讲解如何选购各种级别的磁盘阵列,以及在应用过程中的遇到的一些问题和解决方法。
如何选购磁盘阵列提及高端磁盘阵列,公司真正关注的是容量和性能——在较长时间内以最高的服务等级存储大量数据。
从磁盘种类和可用容量的角度来讲,高端阵列最少具有500个磁盘、100 TB容量,最多具有2400个磁盘、1000 TB(1PB)容量。
公司的总体存储需求较低,用户较少,因而对容量和性能的要求不是那么苛刻。
而中等规模的存储公司则比较注重价格是否合理、使用是否方便。
中端磁盘阵列的磁盘数量有限,价格比大公司的产品便宜不少……z购买中端阵列的注意事项z购买高端存储阵列的注意事项z选购iSCSI磁盘阵列产品的一点心得磁盘阵列应用技巧无论你能把多大的存储容量压缩到一个阵列,存储空间被占满只是个时间上的问题。
由于日益增多的媒体数据文件,所有用户都在挑战现有存储资源的极限。
即便是把逻辑单元号(LUN)数量最大化也仍然不能满足需要……z如何扩展磁盘阵列z NAS阵列最佳策略:制定预案避免文件管理噩梦z给数据库管理系统找合适的磁盘阵列级磁盘阵列疑难解答在磁盘阵列应用中,我们会遇到很多问题,如IDE磁盘阵列安装与常见故障等问题。
那么面对这些问题该如何解决呢?z磁盘阵列中出现的故障磁盘应该隔多长时间更换一次?z如何计算RAID-5磁盘阵列的剩余空间?。
磁盘阵列最大存储容量最存储大存储容量是指磁盘阵列设备所能存储数据容量的极限,通俗的讲,就是磁盘阵列设备能够支持的最大硬盘数量乘以单个硬盘容量就是最大存储容量,其实这是个理论值。
实际上这个数值还取决于所使用RAID(独立冗余磁盘整理)的级别,采用不同的RAID级别,有效的存储容量也就有所差别。
通常,一般小型的磁盘阵列设备会支持几百GB的存储容量,适合中小型公司作为存储设备共享数据使用,而中高档的磁盘阵列设备应该支持T级别的容量(1T=1000G)。
平均传输率平均传输率是指数据从磁盘阵列的硬盘里读出送到外部主机或其他地方的稳定速度,而不是突发速率,单位通常是Mb/s(兆位/秒)。
这个数值取决于磁盘阵列所使用的外部主机通道和所用磁盘类型,通常使用SCSI硬盘作为阵列和FC(Fiber Channel)光纤主机通道的速率为最高,一般可达1000Mb/s以上。
而采用IDE硬盘作为阵列的产品的速率就相对于较低,适合规模不大的用户群使用硬盘转速硬盘转速是指硬盘内电机主轴的转动速度,单位是RPM(每分钟旋转次数)。
其转速越高内部传输速率就越大。
目前常见的IDE接口硬盘转速为5400RPM和7200RPM,而SCSI接口的硬盘的转速可达到10000RPM以上。
如果是小型公司没有大量数据存储的话,用5400RPM 或7200RPM的硬盘即可,而对于有大量数据要求的部门则最好选用高速SCSI硬盘,且具有热插拔的优点。
高速缓存每台磁盘阵列设备都配备了一定数量的内存作为高速缓存使用,而且大多用户以后可以扩充。
在磁盘阵列设备中,常见的内存类型由SDRAM(同步内存)、FLASH(闪存)等。
不同的磁盘阵列产品出厂时配备的内存容量不同,一般为几十兆到数GB(1GB=1000MB)容量不等,这取决于磁盘阵列产品的应用范围,一般来讲,应用在小规模的局域网当中的磁盘阵列,如果只是应付几台设备的访问,64M以下内存容量即可。
如果是上百个节点以上的访问,就得需要上G容量的内存。
RAID :性能增强的磁盘阵列配置方案RAID(Redundant Array of Independent Disks)是一种通过将多个硬盘组合在一起形成磁盘阵列来提高存储性能和数据冗余的技术。
RAID有不同的级别,每个级别都有不同的特点和适用场景。
在本文中,我们将重点讨论几种常见的RAID配置方案,以及它们如何增强性能。
1. RAID 0:大幅提升读写速度RAID 0是最简单的RAID级别之一,它将两个或更多的硬盘组合在一起,并将数据分割成块,然后分别写入每个硬盘。
由于数据的并行读写操作,RAID 0将大幅提升存储系统的读写速度。
然而,RAID 0没有冗余功能,一旦其中一个硬盘出现故障,所有数据都将丢失。
2. RAID 1:提供数据冗余和备份RAID 1使用镜像技术,将相同的数据同时写入两个或多个硬盘。
这样,当其中一个硬盘出现故障时,系统可以从其他硬盘中获取相同的数据。
RAID 1提供了数据的冗余和备份功能,使得系统更加可靠。
然而,RAID 1并不能提升系统的读写速度,因为所有数据都要同时写入多个硬盘。
3. RAID 5:提供读取性能和数据冗余RAID 5是一种将数据分布在多个硬盘上并提供容错能力的RAID级别。
RAID 5至少需要三个硬盘,其中一个硬盘用于存储奇偶校验信息。
奇偶校验信息允许在一个硬盘故障的情况下恢复数据。
RAID 5在读取方面具有良好的性能,但在写入方面可能会稍慢。
4. RAID 10:融合RAID 1和RAID 0的优势RAID 10是将RAID 1和RAID 0结合起来的一种配置方案,它同时提供数据冗余和读写性能的优势。
RAID 10需要至少四个硬盘,它将硬盘分成两组,每组都是一个独立的RAID 1阵列,然后将这两个RAID 1阵列组成一个RAID 0阵列。
这样做的好处是不仅可以提供数据的冗余和备份功能,还可以大幅提升系统的读写性能。
5. RAID 6:提供更高的容错能力RAID 6是在RAID 5基础上进一步增强的配置方案,它使用两个奇偶校验信息来提供更高的容错能力。
磁盘阵列存储系统方案磁盘阵列存储系统(RAID)是一种将多个硬盘驱动器组合在一起形成一个逻辑存储单元的技术。
RAID系统通过将数据分布在多个磁盘上,提高了数据的容错性和性能。
在本文中,我们将讨论不同的RAID级别及其应用场景,以及一些常见的RAID实施方案。
一、RAID级别及应用场景1. RAID 0RAID 0将数据均衡地分布在多个磁盘上,提高了数据的读写速度。
RAID 0在需要高速数据传输但不需要数据冗余的情况下非常适用,比如视频编辑、数据备份等。
2. RAID 1RAID 1采用镜像数据的方式,将数据同时写入两个磁盘上,提高了数据的冗余性和可靠性。
RAID 1适用于对数据安全性要求较高的场景,比如数据库服务器、关键业务系统等。
3. RAID 5RAID 5将数据进行条带化分布,并在每个数据条带上计算校验信息,提高了数据的容错性。
RAID 5适用于需要高容错性和相对较高读写性能的环境,比如文件服务器、电子邮件服务器等。
4. RAID 6RAID 6在RAID 5的基础上增加了一个额外的校验盘,提供更高的容错性。
RAID 6适用于对数据安全性要求非常高的场景,比如金融交易系统、医疗信息系统等。
5. RAID 10RAID 10将RAID 1和RAID 0结合起来,通过将磁盘分为多组进行数据镜像和条带化分布,提供了高容错性和高性能。
RAID 10适用于对性能和数据安全性都有较高要求的应用,比如虚拟化服务器、数据库集群等。
二、常见的RAID实施方案1. 硬件RAID硬件RAID是通过专用的RAID控制器来实现的,具有自己的处理器和缓存,可以提供更高的性能和可靠性。
硬件RAID通常需要使用指定的RAID控制卡,并且成本较高。
2. 软件RAID软件RAID是利用操作系统提供的RAID功能来实现的,不需要额外的硬件设备,适用于小型企业或个人用户。
软件RAID的性能和可靠性相对较低,但成本较低。
3. 储存阵列网络(SAN)SAN是一种集中式的储存解决方案,将多个服务器连接到共享的存储设备上。
磁盘阵列的不同级别及其特点磁盘阵列(RAID,Redundant Array of Independent Disks)技术是一种将多个物理硬盘组合在一起,以提高数据存储和处理的性能、可靠性和容错性的技术。
磁盘阵列通过分割、复制和分布数据,以实现数据的并行读写和冗余备份。
不同的磁盘阵列级别提供了不同的数据保护和性能方案,适用于不同的应用场景。
本文将针对不同级别的磁盘阵列,分别介绍其特点和适用场景。
1. RAID 0RAID 0级别使用条带化的数据分布方式(striping),将数据分散存储在多个硬盘上,提供了更快的读写性能。
数据被拆分成固定大小的块,然后块按照顺序分布在不同的硬盘上。
由于数据同时存储在多个硬盘上,RAID 0可以实现并行读写,从而提高了整体的数据传输速度。
然而,RAID 0并不提供冗余备份和容错能力。
任一硬盘的故障都会导致整个阵列不可用,并且无法恢复数据。
因此,RAID 0通常用于对性能需求较高而对数据可靠性没有特别要求的场景,如视频编辑和游戏开发等。
2. RAID 1RAID 1级别通过镜像数据的方式提供冗余备份。
每个数据块都被复制到至少两个硬盘上,确保在其中一个硬盘故障时仍然可以通过另一个硬盘访问数据。
RAID 1具有很高的数据可靠性和容错性,但相比RAID 0,写入性能有所降低。
RAID 1适用于对数据保护较为重视的场景,如企业级存储和数据库服务器。
但需要注意的是,RAID 1并不能提供增加存储空间的功能,因为每个数据块都需要镜像存储。
3. RAID 5RAID 5级别结合了条带化和分布式奇偶校验(parity)的方式实现数据的分布存储和冗余备份。
RAID 5需要至少三个硬盘,并将奇偶校验信息按照轮换的方式存储在不同的硬盘上,以保证阵列中同时容忍一次硬盘故障。
当读取数据时,RAID 5可以通过奇偶校验信息恢复任何一个硬盘上的数据。
而在硬盘故障时,阵列可以通过奇偶校验信息实现数据的重建和恢复。
磁盘阵列RAID0、RAID1和RAID5的区别和安全性介绍要实现RAID0必须要有两个以上硬盘驱动器,RAID0实现了带区组,数据并不是保存在⼀个硬盘上,⽽是分成数据块保存在不同驱动器上。
因为将数据分布在不同驱动器上,所以数据吞吐率⼤⼤提⾼,驱动器的负载也⽐较平衡。
如果刚好所需要的数据在不同的驱动器上效率最好。
它不需要计算校验码,实现容易。
它的缺点是它没有数据差错控制,如果⼀个驱动器中的数据发⽣错误,即使其它盘上的数据正确也⽆济于事了。
不应该将它⽤于对数据稳定性要求⾼的场合。
如果⽤户进⾏图象(包括动画)编辑和其它要求传输⽐较⼤的场合使⽤RAID0⽐较合适。
同时,RAID可以提⾼数据传输速率,⽐如所需读取的⽂件分布在两个硬盘上,这两个硬盘可以同时读取。
那么原来读取同样⽂件的时间被缩短为1/2。
对于使⽤这种RAID1结构的设备来说,RAID控制器必须能够同时对两个盘进⾏读操作和对两个镜象盘进⾏写操作。
通过下⾯的结构图您也可以看到必须有两个驱动器。
因为是镜象结构在⼀组盘出现问题时,可以使⽤镜象,提⾼系统的容错能⼒。
它⽐较容易设计和实现。
每读⼀次盘只能读出⼀块数据,也就是说数据块传送速率与单独的盘的读取速率相同。
因为RAID1的校验⼗分完备,因此对系统的处理能⼒有很⼤的影响,通常的RAID功能由软件实现,⽽这样的实现⽅法在服务器负载⽐较重的时候会⼤⼤影响服务器效率。
当您的系统需要极⾼的可靠性时,如进⾏数据统计,那么使⽤RAID1⽐较合适。
⽽且RAID1技术⽀持“热替换”,即不断电的情况下对故障磁盘进⾏更换,更换完毕只要从镜像盘上恢复数据即可。
当主硬盘损坏时,镜像硬盘就可以代替主硬盘⼯作。
镜像硬盘相当于⼀个备份盘,可想⽽知,这种硬盘模式的安全性是⾮常⾼的,但带来的后果是硬盘容量利⽤率很低,只有50%,是所有RAID级别中最低的。
虽然RAID 0可以提供更多的空间和更好的性能,但是整个系统是⾮常不可靠的,如果出现故障,⽆法进⾏任何补救。
RAID类型选择与IOPS计算
RAID(Redundant Array of Independent Disks),又称为冗余阵列
磁盘,是一种多磁盘存储技术,可以将多块磁盘组合在一起,形成一个可
靠的、经济和可伸缩的数据存储系统。
IOPS(Input/Output Operations Per Second)是指每秒输入/输出
操作的数量,是评估存储系统吞吐量的一个重要指标。
一般来说,RAID类型的选择取决于所需要解决的问题,例如性能、
容量、冗余、故障恢复等。
一般来说,RAID0可以最大化存储系统性能,它将多块磁盘的容量合
并在一起,每块磁盘上的数据都将被独立的写入。
RAID0可以提供最大的
I/O性能,但是它没有冗余,因此可能会导致数据损坏。
RAID1提供了高可靠性,将数据镜像到每块磁盘中,在一块磁盘损坏
时可以用另一块磁盘备份数据。
RAID1提供了很高的冗余性,但性能较低,IOPS会受到影响。
RAID5也是一种常见的RAID级别,它将数据块分散在每块磁盘上,
并使用校验码在每块磁盘之间提供了冗余,从而支持单块磁盘损坏时的数
据恢复。
RAID5在可靠性和性能方面有很好的平衡,IOPS比RAID1和
RAID0高。
RAID10则采用RAID0和RAID1的混合模式,将多块磁盘配置成N个RAID0阵列,然后将这N个RAID0阵列组成一个RAID1阵列。
RAID10提供
了很高的可靠性,且IOPS比RAID5高。
计算RAID特定类型上的IOPS。
硬件RAID与软件RAID的比较与选择RAID(冗余磁盘阵列)是一种数据存储技术,通过将多个物理磁盘组合成一个逻辑磁盘来提高数据的可靠性和性能。
在RAID中,硬件RAID与软件RAID是两种常见的实现方式,在选择适合自己需求的RAID方案时,了解它们的特点和比较是非常重要的。
1. 硬件RAID硬件RAID是通过专用的RAID控制器来实现的。
这些控制器通常有自己的处理器和缓存,能够独立于主机进行RAID计算和管理。
硬件RAID的主要优点包括:- 性能:硬件RAID的处理器和缓存提供了更高的性能,可以提升数据的读写速度,特别是在处理大量IO请求时表现优异。
- 可靠性:硬件RAID控制器具备多种数据保护机制,如磁盘冗余、热备份和错误纠正等。
这些机制可以确保数据的安全性和可靠性。
- 管理:硬件RAID控制器通常配备了可视化的管理界面,方便用户进行配置和监控。
同时,由于控制器独立于主机,更换主机时不需要重新配置RAID。
然而,硬件RAID也存在一些限制和劣势:- 成本:硬件RAID需要专用的RAID控制器,对硬件要求较高,因此成本较高。
- 易用性:硬件RAID的配置和管理相对复杂,需要具备一定的技术知识和经验。
- 扩展性:硬件RAID的扩展性有限,当需要增加存储容量时,需要更换控制器或添加额外的硬件。
2. 软件RAID软件RAID是通过操作系统的软件来实现的,没有独立的RAID控制器。
软件RAID的特点和优势包括:- 成本:相比硬件RAID,软件RAID无需额外的硬件设备,因此成本较低。
- 灵活性:软件RAID可以根据需要进行配置和管理,不受硬件限制,更易于扩展和升级。
- 易用性:软件RAID的配置和管理相对简单,由操作系统提供GUI或命令行工具进行操作,用户可以快速上手。
然而,软件RAID也有一些局限性和劣势:- 性能:由于软件RAID依赖于操作系统的处理能力,对CPU的占用相对较高,可能会对系统性能产生一定影响,尤其是在处理大量IO请求时。
磁盘阵列模式的选型在RAID技术中,分为几种不同的阵列模式,它们对整个服务器磁盘读写和数据安全保护性能都不一样。
具体如何选择,同样需要根据相应企业的网络规模和应用需求而定,而不能一味地追求高性能。
本节先来回顾一下RAID的几种模式(俗称“RAID级别”)。
1.JBOD模式JBOD(Just Bundle of Disks,简单磁盘捆绑),通常又称为Span。
其实JBOD并不是真正意义上的RAID模式,只是在近几年才被一些厂家提出,并被广泛采用的。
也有人把它归为串联式的RAID 0,因为其目的纯粹是为了增加硬盘的容量。
Span是在逻辑上把几个物理磁盘一个接一个串联到一起,从而提供一个大的逻辑磁盘。
Span上的数据简单地从第一个磁盘开始存储,当第一个磁盘的存储空间用完后,再依次从后面的磁盘开始存储数据。
存储原理如图7-3 7所示。
Span存取性能完全等同于对单一磁盘的存取操作,也不提供数据安全保障,只是简单地提供一种利用磁盘空间的方法。
其存储容量等于组成span的所有磁盘容量的总和。
2·RAID 0(无差错控制的条带化阵列)RAID 0又称为Stripe(条带化)或Striping,是所有RAID规格中速度最快但可靠性最差的磁盘阵列模式,因为RAID 0不仅可以将多块磁盘连接起来形成一个容量更大的存储设备,而且还可以获得成倍数级增长的性能提升。
如连接的是两块磁盘,则性能为单磁盘的两倍,如果连接的是3块,则性能是单磁盘的3倍,但通常最多只能连接4块磁盘,所以最高可提高磁盘读写性能到单磁盘的4倍。
与串联式JBOD模式的读写顺序不同,并行模式的RAID 0在读写时可同时对多个磁盘进行并行操作。
写入时,数据会以设定的交叉存储区域(带区集,Striping)的大小为单位均匀分割成等量的数据块,然后被分别存放到几个磁盘中;而在读取时,目标数据则被同时从多块磁盘中同时取出并经控制器组合成完整的文件。
在这种磁盘阵列中,数据条带按系统规定的“段"为单位依次写入多个磁盘,例如,数据段A写入磁盘O,段B写入磁盘1,段C写入磁盘2等,依此类推。
当一个数据条带最后一个数据段在最后一个磁盘中写完后,再返回到磁盘1的下一可用磁盘空间继续写下一个数据条带,依此类推,直到本次所存数据全部存储完毕。
存储原理如图7-38所示。
由于采用了磁盘分段的方法,分割数据可以将I/O负载平均分配到所有的驱动器中,是把数据立即写入(读出)多个磁盘,因此它的速度比较快,使得性能显著提高。
实际上,数据的传输是有顺序的,但多个读(或写)操作则可以相互重叠进行。
这就是说,正当段1在写入磁盘O时,段2写入磁盘1的操作也开始了;而当段2还在磁盘1进行写入操作时,段3数据已送到磁盘2;依此类推,在同一时刻则可以有几个磁盘(甚至是所有磁盘)在同时写数据。
因为数据送入盘驱动器的速度要远大于写入物理盘的速度。
理论上性能可以提高n 一1 倍(n为阵列磁盘数),目前这一阵列模式最多可连接4个磁盘,所以最高可提高性能3倍。
但是,RAID 0却没有数据保护能力,可靠性仅为单磁盘系统的1/n。
如果一个磁盘出现故障,那么数据就会全盘丢失,因为它并没有采取数据冗余措施。
例如,假使一个文件的段A(在磁盘O),段B(在磁盘1),段C(在磁盘2),则只要磁盘O、1、2中有一个产生故障,就会引起问题;如果磁盘1产生故障,则我们只能从磁盘物理地取得段A和段C的数据,中间段B的数据就不能恢复了。
因此,RAID 0不适用于关键任务环境,但非常适合于视频、图像的制作和编辑。
3.RAID 1(镜像结构)如果说RAID 0为了取得高性能而牺牲了安全性,那么RAID 1便恰好相反。
RAID 1的设计目的是打造一个安全性极高的存储系统。
简言之,它是用一个磁盘作为主磁盘的实时镜像,以确保在主磁盘出现故障时能及时从镜像磁盘中得到恢复,提高了数据存储的安全性。
但也因此而损失了至少一半容量——镜像磁盘只能够作为主磁盘的备份,真正有效的容量只能单单依靠一个主磁盘。
RAID 1也被称为“镜像",因为它是将一个磁盘上的数据完全复制到另一个磁盘上,百分之百地实现数据冗余。
可以说它是走向RAID 0的另一个极端。
我们知道,RAID 0只考虑了增加磁盘容量和提高磁盘读写性能,但却没有采取任何数据冗余措施,使得RAID 0没有任何数据安全保障,一旦阵列中的某一个磁盘出现了故障,则整个阵列中的数据都可能遭遇破坏,不能恢复。
而此处的RAID 1则采取了1 00%的数据冗余,把阵列中的其中一个磁盘上的数据全部动态复制下来。
这样即使其中一个磁盘发生故障,数据仍能完整地进行数据恢复。
但它却不能提高磁盘容量,也不能提高磁盘读写性能,因为数据在同一时刻仍只是写入一个磁盘中。
RAID 1实现的原理如图7-3 9所示。
由此可见,RAID 1的优点就是可以提供1 00%的数据冗余,数据安全比较有保障。
但RAID 1的缺点是不能提高磁盘读写性能,而且磁盘利用率低,只有5 0%。
相对来说成本也就要比单个无冗余磁盘贵一倍,因为必须购买另一个磁盘用作第一个磁盘的镜像。
RAID 1可以由软件或硬件方式实现,也是需要两块磁盘。
4.RAID 2 (帝海明码校验)前面介绍的RAID 0磁盘分段改善了磁盘子系统的性能,因为向磁盘读写数据的速度与磁盘子系统中磁盘数目成正比地增加,但它的缺点是磁盘子系统中任一磁盘的故障都会导致整个计算器系统失败。
在RAID 1中,是把整个分段的磁盘子系统用作镜像,如果已经用了4 个磁盘进行分段,我们可以再增加4个分段的磁盘作为原来4个磁盘的镜像,很明显这是昂贵的(虽然可能比镜像一个昂贵的大磁盘来得便宜)。
是否可以不用镜像而用其他数据冗余的方法来提供高容错性能呢?经过专家们的研究,最终发现有一种神奇偶码模式可以达到目的,可以外加专用奇偶校验盘(女~I RAID 2和RAID 3中),或者把奇偶校验数据分散分布在磁盘阵列的全部磁盘中,也就是采用分布式奇偶校验数据(如RAID 5)。
RAID 2是为大型机和超级计算机开发的带海明码校验磁盘阵列,这主要是由这种级别的RAID特点决定的。
因为在这种RAID模式中,磁盘驱动器组中的第1个、第2个、第4个……第2的耽次幂个磁盘驱动器是专门的校验盘,用于校验和纠错,余下的才用于数据存储,磁盘利用率相当低。
如图7-40所示结构中:7个磁盘驱动器组建的RAID 2,第1、2、4个磁盘驱动器是纠错盘,其余的用于存放数据。
由于有多个磁盘是专门用于校验,所以磁盘的利用率比较低,而且是磁盘组中磁盘数越少,磁盘的利用率越低。
RAID 2对大数据量的读写具有极高的性能,但少量数据读写时性能反而不好,所以RAID 2实际使用较少。
RAID 2所需的磁盘数至少是3块。
5.RAID 3(带奇偶校验码的并行传送)RAID 3为带有专用奇偶位(parity)的条带,是RAID 0的一种改进RAID模式,但它也采用了上述介绍的RAID 2模式中的奇偶校验技术。
在每个条带片上都有相当于一“块"那么大的空间用来存储冗余信息,即奇偶位。
也就是相对于RAID 0中的“条带"来说多了一个存储奇偶校验位的“块",需要专门一块磁盘来存储,如图7-4 1所示。
奇偶位是编码信息,如果某个磁盘的数据有误,或者磁盘发生故障,就可以用它来恢复数据。
在数据密集型环境或单一用户环境中,组建RAID 3对访问较长的连续记录有利。
配置这种RAID 3所需的磁盘数至少3块。
6·RAID 4(带奇偶校验码的独立磁盘结构)RAID 4也是带奇偶校验码的独立磁盘结构,与RAID 3很相似,不同的是RAID 4对数据的访问是按数据块进行的,也就是按磁盘进行的,每次是一个盘。
RAID 3是一次一横条(条带),而RAID 4一次一竖条。
所以RAID 3常需访问阵列中所有的磁盘驱动器,而RAID 4只零访问有用的磁盘驱动器,这样读数据的速度大大提高了。
但在写数据方面,需将从数据磁盘驱动器和校验磁盘驱动器中恢复出的旧数据与新数据校验,然后再将更新后的数据和检验位写入磁盘驱动器,所以处理时间较RAID 3长。
配置这种RAID 4也必须至少有3块磁盘。
7.RAID 5(带分布式奇偶校验的独立磁盘结构)RAID 5被称为“带分布式奇偶位的条带",是目前应用最广的一种磁盘阵列方式。
它与R.AID 3比较类似,每个条带上也都有相当于一个“块’’那么大的地方被用来存放奇偶位。
但与RAID 3不同的是,RAID 5把奇偶位信息随机地也分布在所有的磁盘上,而并非单独用一个磁盘来存储(如图7-42所示),这样可大大减轻奇偶校验盘的负担。
RAID 5的读出效率很高,写入效率一般,块式的集体访问效率不错。
因为奇偶校验码在不J司的磁盘上,所以提高了可靠性。
但是它对数据传输的并行性解决不好,而且控制器的设计也相当困难。
RAID 3与RAID 5相比,重要的区别在于RAID 3每进行一次数据传输,需涉及到所有的阵列盘。
而对于RAID 5来说,大部分数据传输只对一块磁盘操作,可进行并行操作。
在RAID 5中有“写损失",即每一次写操作,将产生4个实际的读/写操作,其中两次读旧的数据及奇偶信息,两次写新的数据及奇偶信息。
RAID 5级别尽管有一些容量上的损失,但却能提供较为完美的整体性能,既可有相当程擘上的磁盘读写性能和容量上的提高,同时又提供了一定程度上的数据安全冗余,因而也是被广泛应用的一种磁盘阵列方案。
它适合于输入/输出密集、高读/写比率的应用程序,如事务处理等。
配置这种RAID也必须至少有3块磁盘。
8·RAID 6(带有两种分布存储的奇偶校验码的独立磁盘结构)RAID 6是带有两种分布存储的奇偶校验码的独立磁盘结构,是使用了分配在不同的磁盘上的第二种奇偶校验的增强型RAID 5,如图7-43所示。
不过由于它的配置过于复杂,所增加的第二个奇偶校验并不是很实用,所以实际应用很少见。
很明显RAID 6的优点就是由于采取了两种奇偶校验方法,增强了数据冗余能力,所以它能承受多个驱动器同时出现故障,数据安全更有保障。
RAID 6的缺点相比来说更为明显:首先,由于引入了第二种奇偶校验,所以整个磁盘阵列的磁盘利用率比RAID 5还要低(至少需要4块磁盘);其次,两种奇偶校验,用于计算奇偶校验值和验证数据正确性所花费的时间和系统资源比较多,造成了系统的负载较重,大大降低整体磁盘性能;最后,系统需要一个极为复杂的RAID控制器。
正因有这么多不足之处,所以它并没有得到多少实际应用。
9.RAID 7(优化的高速数据传送磁盘结构)RAID 7自身带有智能化实时操作系统和用于存储管理的软件工具,可完全独立于主机运行,不占用主机CPU资源。