RAID0、RAID1、RAID0+1、RAID5原理介紹

摘要：RAID 0又稱為Stripe或Striping，它代表了所有RAID級别中最高的存儲性能。RAID 0提高存儲性能的原理是把連續的資料分散到多個磁盤上存取，這樣，系統有資料請求就可以被多個磁盤并行的執行，每個磁盤執行屬于它自己的那部分資料請求。這種資料上的并行操作可以充分利用總線的帶寬，顯著提高磁盤整體存取性能

RAID 1又稱為Mirror或Mirroring，它的宗旨是最大限度的保證使用者資料的可用性和可修複性。 RAID 1的操作方式是把使用者寫入硬碟的資料百分之百地自動複制到另外一個硬碟上。由于對存儲的資料進行百分之百的備份，在所有RAID級别中，RAID 1提供最高的資料安全保障。同樣，由于資料的百分之百備份，備份資料占了總存儲空間的一半，因而，Mirror的磁盤空間使用率低，存儲成本高。

Mirror雖不能提高存儲性能，但由于其具有的高資料安全性，使其尤其适用于存放重要資料，如伺服器和資料庫存儲等領域。

RAID 5 是一種存儲性能、資料安全和存儲成本兼顧的存儲解決方案。RAID 5不對存儲的資料進行備份，而是把資料和相對應的奇偶校驗資訊存儲到組成RAID5的各個磁盤上，并且奇偶校驗資訊和相對應的資料分别存儲于不同的磁盤上。當RAID5的一個磁盤資料發生損壞後，利用剩下的資料和相應的奇偶校驗資訊去恢複被損壞的資料。

RAID 5可以了解為是RAID 0和RAID 1的折衷方案。RAID 5可以為系統提供資料安全保障，但保障程度要比Mirror低而磁盤空間使用率要比Mirror高。RAID 5具有和RAID 0相近似的資料讀取速度，隻是多了一個奇偶校驗資訊，寫入資料的速度比對單個磁盤進行寫入操作稍慢。同時由于多個資料對應一個奇偶校驗資訊，RAID 5的磁盤空間使用率要比RAID 1高，存儲成本相對較低。

RAID0+1：正如其名字一樣RAID 0+1是RAID 0和RAID 1的組合形式，也稱為RAID 10。

RAID 0+1是存儲性能和資料安全兼顧的方案。它在提供與RAID 1一樣的資料安全保障的同時，也提供了與RAID 0近似的存儲性能。

由于RAID 0+1也通過資料的100%備份提供資料安全保障，是以RAID 0+1的磁盤空間使用率與RAID 1相同，存儲成本高。

RAID 0+1的特點使其特别适用于既有大量資料需要存取，同時又對資料安全性要求嚴格的領域，如銀行、金融、商業超市、倉儲庫房、各種檔案管理等。

RAID是通過磁盤陣列與資料條塊化方法相結合, 以提高資料可用率的一種結構。IBM早于1970年就開始研究此項技術 。RAID 可分為RAID級别1到RAID級别6, 通常稱為： RAID 0, RAID 1, RAID 2, RAID 3,RAID 4,RAID 5,RAID6。每一個RAID級别都有自己的強項和弱項. “奇偶校驗”定義為使用者資料的備援資訊, 當硬碟失效時, 可以重新産生資料。

RAID 0： RAID 0 并不是真正的RAID結構, 沒有資料備援。 RAID 0 連續地分割資料并并行地讀/寫于多個磁盤上。 是以具有很高的資料傳輸率。 但RAID 0在提高性能的同時,并沒有提供資料可靠性,如果一個磁盤失效, 将影響整個資料.是以RAID 0 不可應用于需要資料高可用性的關鍵應用。

RAID 1： RAID 1通過資料鏡像實作資料備援, 在兩對分離的磁盤上産生互為備份的資料。 RAID 1可以提高讀的性能,當原始資料繁忙時, 可直接從鏡像拷貝中讀取資料.RAID 1是磁盤陣列中費用最高的, 但提供了最高的資料可用率。當一個磁盤失效, 系統可以自動地交換到鏡像磁盤上, 而不需要重組失效的資料。

RAID 2： 從概念上講, RAID 2 同RAID 3類似, 兩者都是将資料條塊化分布于不同的硬碟上, 條塊機關為位或位元組。然而RAID 2 使用稱為“加重平均糾錯碼”的編碼技術來提供錯誤檢查及恢複。這種編碼技術需要多個磁盤存放檢查及恢複資訊, 使得RAID 2技術實施更複雜。 是以,在商業環境中很少使用。

RAID 3：不同于RAID 2, RAID 3使用單塊磁盤存放奇偶校驗資訊。 如果一塊磁盤失效, 奇偶盤及其他資料盤可以重新産生資料。 如果奇偶盤失效,則不影響資料使用。RAID 3對于大量的連續資料可提供很好的傳輸率, 但對于随機資料, 奇偶盤會成為寫操作的瓶頸。

RAID 4： 同RAID 2, RAID 3一樣, RAID 4, RAID 5也同樣将資料條塊化并分布于不同的磁盤上, 但條塊機關為塊或記錄。 RAID 4使用一塊磁盤作為奇偶校驗盤, 每次寫操作都需要通路奇偶盤, 成為寫操作的瓶頸。 在商業應用中很少使用。

RAID 5：RAID 5沒有單獨指定的奇偶盤, 而是交叉地存取資料及奇偶校驗資訊于所有磁盤上。 在RAID5 上, 讀/寫指針可同時對陣列裝置進行操作, 提供了更高的資料流量。 RAID 5更适合于小資料塊,随機讀寫的資料.RAID 3與RAID 5相比, 重要的差別在于RAID 3每進行一次資料傳輸,需涉及到所有的陣列盤。而對于RAID 5來說, 大部分資料傳輸隻對一塊磁盤操作, 可進行并行操作。在RAID 5中有“寫損失”, 即每一次寫操作,将産生四個實際的讀/寫操作, 其中兩次讀舊的資料及奇偶資訊, 兩次寫新的資料及奇偶資訊。

RAID 6：RAID 6 與RAID 5相比,增加了第二個獨立的奇偶校驗資訊塊。 兩個獨立的奇偶系統使用不同的算法, 資料的可靠性非常高. 即使兩塊磁盤同時失效,也不會影響資料的使用。 但需要配置設定給奇偶校驗資訊更大的磁盤空間,相對于RAID 5有更大的“寫損失”。RAID 6 的寫性能非常差, 較差的性能和複雜的實施使得RAID 6很少使用。

RAID 0又稱為Stripe或Striping，它代表了所有RAID級别中最高的存儲性能。RAID 0提高存儲性能的原理是把連續的資料分散到多個磁盤上存取，這樣，系統有資料請求就可以被多個磁盤并行的執行，每個磁盤執行屬于它自己的那部分資料請求。這種資料上的并行操作可以充分利用總線的帶寬，顯著提高磁盤整體存取性能

RAID是通過磁盤陣列與資料條塊化方法相結合, 以提高資料可用率的一種結構.IBM早于1970年就開始研究此項技術 .RAID 可分為RAID級别1到RAID級别6, 通常稱為： RAID 0, RAID 1, RAID 2, RAID 3,RAID 4,RAID 5,RAID6.每一個RAID級别都有自己的強項和弱項. “奇偶校驗”定義為使用者資料的備援資訊, 當硬碟失效時, 可以重新産生資料.

RAID 0： RAID 0 并不是真正的RAID結構, 沒有資料備援. RAID 0 連續地分割資料并并行地讀/寫于多個磁盤上. 是以具有很高的資料傳輸率. 但RAID 0在提高性能的同時,并沒有提供資料可靠性,如果一個磁盤失效, 将影響整個資料.是以RAID 0 不可應用于需要資料高可用性的關鍵應用.

RAID 1： RAID 1通過資料鏡像實作資料備援, 在兩對分離的磁盤上産生互為備份的資料. RAID 1可以提高讀的性能,當原始資料繁忙時, 可直接從鏡像拷貝中讀取資料.RAID 1是磁盤陣列中費用最高的, 但提供了最高的資料可用率. 當一個磁盤失效, 系統可以自動地交換到鏡像磁盤上, 而不需要重組失效的資料.

RAID 2：從概念上講, RAID 2 同RAID 3類似, 兩者都是将資料條塊化分布于不同的硬碟上, 條塊機關為位或位元組。然而RAID 2 使用稱為"加重平均糾錯碼"的編碼技術來提供錯誤檢查及恢複。 這種編碼技術需要多個磁盤存放檢查及恢複資訊, 使得RAID 2技術實施更複雜。 是以,在商業環境中很少使用。

RAID 3：不同于RAID 2, RAID 3使用單塊磁盤存放奇偶校驗資訊。 如果一塊磁盤失效, 奇偶盤及其他資料盤可以重新産生資料。 如果奇偶盤失效,則不影響資料使用.RAID 3對于大量的連續資料可提供很好的傳輸率, 但對于随機資料, 奇偶盤會成為寫操作的瓶頸。

RAID 4：同RAID 2, RAID 3一樣, RAID 4, RAID 5也同樣将資料條塊化并分布于不同的磁盤上, 但條塊機關為塊或記錄. RAID 4使用一塊磁盤作為奇偶校驗盤, 每次寫操作都需要通路奇偶盤, 成為寫操作的瓶頸。 在商業應用中很少使用。

RAID 5：RAID 5沒有單獨指定的奇偶盤, 而是交叉地存取資料及奇偶校驗資訊于所有磁盤上。 在RAID5 上, 讀/寫指針可同時對陣列裝置進行操作, 提供了更高的資料流量。 RAID 5更适合于小資料塊,随機讀寫的資料。RAID 3與RAID 5相比, 重要的差別在于RAID 3每進行一次資料傳輸,需涉及到所有的陣列盤。而對于RAID 5來說, 大部分資料傳輸隻對一塊磁盤操作, 可進行并行操作。在RAID 5中有"寫損失", 即每一次寫操作,将産生四個實際的讀/寫操作, 其中兩次讀舊的資料及奇偶資訊, 兩次寫新的資料及奇偶資訊。

RAID 6：RAID 6 與RAID 5相比,增加了第二個獨立的奇偶校驗資訊塊。兩個獨立的奇偶系統使用不同的算法, 資料的可靠性非常高。 即使兩塊磁盤同時失效,也不會影響資料的使用。 但需要配置設定給奇偶校驗資訊更大的磁盤空間,相對于RAID 5有更大的“寫損失”。 RAID 6 的寫性能非常差, 較差的性能和複雜的實施使得RAID 6很少使用。