磁盘阵列技术

汉明码校验
RAID2
数据校验：有 硬盘数目：2个以上 读写性能：读性能提高
优点：可靠性高，可自动确定哪个硬盘已经失效，并进行自动数据恢复。 缺点：磁盘冗余太多，开销太大。防止纠错盘本身故障。RAID2很少使用。
RAID3技术
数据分段存储 磁盘有效空间利用n/n+1 数据校验 RAID3 数据校验：校验数据存在 专门校验盘
硬盘数目：3（最少）
读写性能：均有提高
优点：速度快，适合较大单位数据的读写。 缺点：不适合小单位数据的读写；校验磁盘没有冗余，若校验磁盘失效， 数据很难恢复。
RAID4的技术
RAID4和RAID3很像，不同的是，它对数据的访问是 按数据块进行的，也就是按磁盘进行的，每次是一个 盘。在图上可以这么看，RAID3是一次一横条，而 RAID4一次一竖条。它的特点和RAID3也挺像，不过 在失败恢复时，它的难度可要比RAID3大得多了，控 制器的设计难度也要大许多，而且访问数据的效率不 怎么好。
可提高系统读写数据的性能
磁盘镜像
硬盘镜像（Disk Mirroring）：硬盘镜 像最简单的形式是，一个主机控制器 带二个互为镜像的硬盘。数据同时写 入二个硬盘，二个硬盘上的数据完全 相同，因此一个硬盘故障时，另一个 硬盘可提供数据。 当某个物理硬盘失效时，提供数据 资料的保护能力 降低系统写数据的性能
谢谢！
RAID5工作原理
如右图所示，四个硬盘组成的RAID 5采用数据分 块并行传送的方法，但是它在数据分块之后需计 算它们的奇偶校验和。数据存储方式为: P4为磁 盘1的数据0，数据3和数据6的奇偶校验信息，其 它以此类推;P3为磁盘2的数据1，数据4和数据9的 奇偶校验信息;P2为磁盘3的数据2，数据 7和数据 10的奇偶校验信息;P1为磁盘4的数据5，数据8和 数据11的奇偶校验信息。由图中可以看出，RAID 5不对存储的数据进行备份，而是把数据和相对 应的奇偶校验信息存储到组成RAID5的各个磁盘 上，并且奇偶校验信息和相对应的数据分别存储 于不同的磁盘上。
RAID2
是RAID 0的改良版，以汉 明码（Hamming Code）的 方式将数据进行编码后分 割为独立的位元，并将数 据分别写入硬盘中。因为 在数据中加入了错误修正 码（ECC，Error Correction Code），所以数据整体的 容量会比原始数据大一些。
RAID3
采用Bit－interleaving（数据 交错存储）技术，它需要通 过编码再将数据位元分割后 分别存在硬盘中，而将同位 元检查后单独存在一个硬盘 中，但由于数据内的位元分 散在不同的硬盘上，因此就 算要读取一小段数据资料都 可能需要所有的硬盘进行工 作，所以这种规格比较适于 读取大量数据时使用。
RAID5技术
数据分段存储 磁盘有效空间利用n/n+1 数据校验 RAID5 数据校验：校验数据均匀 分布在各个磁盘上 硬盘数目：3（最少） 读写性能：均有提高
优点：校验分布在多个磁盘中，写操作可以同时处理。为读操作提供了 最优的性能。一个磁盘失效，分布在其他盘上的信息足够完成数据重建。 缺点：数据重建会降低读性能；每次计算校验信息，写操作开销会增大， 是一般存储操作时间的3倍。
RAID5正常
RAID5受损时
RAID5复原
磁盘分段
硬盘数据分段（Disk Striping）：数据分散存
储在几个盘上。数据的第一段放在盘0，第2段
放在盘1，……直至达到硬盘链中的最后一个
盘，然后下一个逻辑段将放在硬盘0，再下一 系统在从特定硬盘读取数据时可以通知下个
个逻辑段放在盘1，如此循环直至完成写操作。 目标盘准备数据
总结归纳一下！
RAID0技术
无数据备份 磁盘有效空间利用 100% 数据校验：无 硬盘数目：至少2
硬盘分段
RAID0
读写性能：读性能极高
优点：允许多个小区组合成一个大分区，更好地利用磁盘空间，延 长磁盘寿命，多个硬盘并行工作，提高了读写性能。 缺点：不提供数据保护，任一磁盘失效，数据可能丢失，且不能自 动恢复。
RAID1技术
100%数据备份 磁盘有效空间利用50%
数据镜像
RAID1
数据校验：无
硬盘数目：2 读写性能：读性能提高
优点：具有最高可靠性，策略简单，恢复数据时不必停机。 缺点：有效容量只有总容量的1/2，利用率50%。由于磁盘冗余，硬件开 销较大，成本较高。
RAID2技术
磁盘有效空间利用率 {n-（[log2 n]+1）}/2
RAID 5 硬盘分段加奇偶校验 硬 盘 并 行 输 有(允许单个硬盘 分布在各硬盘 入 / 出 比 错) RAID0稍慢
RAID0
将多个磁盘合并成一个大的磁盘，不具有 冗余，并行I/O，速度最快。RAID 0亦称 为带区集。它是将多个磁盘并列起来，成 为一个大磁盘。在存放数据时，其将数据 按磁盘的个数来进行分段，然后同时将这 些数据写进这些盘中，所以在所有的级别 中，RAID 0的速度是最快的。但是RAID 0 没有冗余功能，如果一个磁盘（物理）损 坏，则所有的数据都会丢失。 例如数据段1写入硬盘0，段2写入硬盘1。当 数据写完最后一个硬盘时，它就重新从盘0 的下一可用段开始写入，写数据的全过程 按此重复直至数据写完。
优点：只读一个扇区，只需访问一个磁盘。写一个扇区，只访问一个数据 盘和一个校验盘。各磁盘可独立工作（扇区读写），读写并行。 缺点：奇偶盘单独，出错后数据很难恢复。校验在一个磁盘上，产生写性 能瓶颈。
பைடு நூலகம்
RAID3与RAID4的相同点
RAID3和RAID4不论有多少数据盘，均使用一个 校验盘，采用奇偶校验的方法检查错误。任何一 个单独的磁盘驱动器损坏都可以恢复。RAID3和 RAID4的数据读取速度很快，但写数据时要计算 校验位的值以写入校验盘，速度有所下降，使用 也不多。
什么是RAID？
RAID是廉价冗余磁盘阵列（Redundant A rray of Inexpensive Disk）的简称。
一种在配件、存储子系统和系统级别上通过 硬件和软件冗余来保护重要数据和改善系统性能 的方法; 利用磁盘分段、高速缓存等技术提高磁盘存 取速度，同时通过磁盘镜像、数据冗余提供数据 保护和备份。
RAID4
它与RAID 3不同的是它 在分割时是以区块为单 位分别存在硬盘中，但 每次的数据存取都必须 从同位元检查的那个硬 盘中取出对应的同位元 数据进行核对，由于过 于频繁的使用，所以对 硬盘的损耗可能会提高。 （Block interleaving）
RAID5
RAID 5 是一种存储性能、数据安全和存储成本兼 顾的方案，它使用的是Disk Striping(硬盘分割)技 术，RAID 5不是利用镜像而是利用分散奇偶校验冗 余数据。 RAID 5不对存储的数据进行备份，而是 把数据和相对应的奇偶校验信息存储到组成RAID5 的各个磁盘上，并且奇偶校验信息和相对应的数据 分别存储於不同的磁盘上。当RAID5的一个磁盘数 据发生损坏後，利用剩下的数据和相应的奇偶校验 信息去恢复被损坏的数据。 RAID 5可以理解为是 RAID 0和RAID 1的折衷方案，RAID 5可以为系统 提供数据安全保障，但保障程度要比Mirror(镜像) 低而磁盘空间利用率要比Mirror高。
优点：安全性高，速度快，数据容量超大。
RAID基本分类
RAID 级 采用技术 别 RAID 0 硬盘分段 速度* 容错性能 硬盘并行输 无 入/出 RAID 1 硬盘镜像 没有提高 有(允许单个硬盘 错) RAID 2 硬盘分段加汉明码纠 没有提高 有(允许单个硬盘 错 错) RAID 3 硬盘分段加专用奇偶 硬 盘 并 行 输 有(允许单个硬盘 校验盘 入/出 错) RAID 4 硬盘分段加专用奇偶 硬 盘 并 行 输 有(允许单个硬盘 校验盘需异步硬盘 入/出 错)
RAID1
两组以上的N个磁盘相互作镜像，在一些多 线程操作系统中能有很好的读取速度，另外 写入速度有微小的降低。除非拥有相同資料 的主磁碟与鏡像同时损坏，否则只要一个磁 盘正常即可维持运作，可靠性最高。RAID 1就是镜像。其原理为在主硬盘上存放数据 的同时也在镜像硬盘上写一样的数据。当主 硬盘（物理）损坏时，镜像硬盘则代替主硬 盘的工作。因为有镜像硬盘做数据备份，所 以RAID 1的数据安全性在所有的RAID级别 上来说是最好的。但无论用多少磁碟做 RAID 1，仅算一个磁盘的容量，是所有 RAID上磁盘利用率最低的一个级别。