RAID_独立冗余磁盘阵列图文详解
RAID简介与基本原理.pptx

RAID 简介
RAID是Redundant Arrays of Independent Disks的缩写,意思是“独立冗 余磁盘阵列”,也可以被简称为“磁盘阵列”;
为了组合小的廉价磁盘来代替大的昂贵磁盘,以降低大批量数据存储的费 用;
同时也希望采用冗余信息的方式,使得磁盘失效时不会使对数据的访问受 损失,并且能适当的提升数据传输速度;
三、故障恢复
当将故障硬盘更换,RAID磁盘阵列就会通过其他正常磁盘中的数据计算出故 障硬盘上原有的数据,并把这些数据写入更换的正常的硬盘中。
四、知识小结
RAID磁盘 阵列
多个磁盘 组成
提供数据 冗余
条带化技 术
提高读写 速度
故障恢复
谢谢
通过其他磁盘进行恢复; 提高了数据安全性与可靠性;
二、提高磁盘阵列容量
未使用RAID
使用RAID
二、提高磁读写速度
使用RAID技术可以使得读取和写入文件的操作在多个磁盘上同时操作,从而 提高了数据的读写速度;
未使用RAID
使用RAID
三、条带化存储
针对大量数据在被写入或被读取的时候,RAID技术会将其分成多个小的数据 块,进行并行处理。这些被划分成的小数据块就被成为条带;
二、磁盘阵列的特点
提高磁盘 提升读写
存储空间
速度
提高数据 可靠性
RAID
提高磁盘 空间利用
率
二、提高数据可靠性
将数据存储在单个磁盘当中; 当磁盘出现故障,则数据完全
丢失; 没有任何数据可靠性可言;
硬盘一旦损坏,数据将全部丢失
二、提高数据可靠性
将数据存储在磁盘阵列中; 当部分磁盘出现故障,则可以
什么是RAIDRAID0,RAID1,RAID2,RAID3,RAID4,RAID5,RAID6,RAID10

一.什么是RAID:RAID是“Redundant Array of Independent Disk”的缩写,中文意思是独立冗余磁盘阵列。
冗余磁盘阵列技术诞生于1987年,由美国加州大学伯克利分校提出。
RAID磁盘阵列(Redundant Array of Independent Disks)简单地解释,就是将N台硬盘通过RAID Controller(分Hardware,Software)结合成虚拟单台大容量的硬盘使用,其特色是N台硬盘同时读取速度加快及提供容错性Fault Tolerant,所以RAID是当成平时主要访问Data的Storage不是Backup Solution。
在RAID有一基本概念称为EDAP(Extended Data Availability and Protection),其强调扩充性及容错机制,也是各家厂商如:Mylex,IBM,HP,Compaq,Adaptec,Infortrend等诉求的重点,包括在不须停机情况下可处理以下动作:RAID 磁盘阵列支援自动检测故障硬盘;RAID 磁盘阵列支援重建硬盘坏轨的资料;RAID 磁盘阵列支援支持不须停机的硬盘备援 Hot Spare;RAID 磁盘阵列支援支持不须停机的硬盘替换 Hot Swap;RAID 磁盘阵列支援扩充硬盘容量等。
一旦RAID阵列出现故障,硬件服务商只能给客户重新初始化或者REBUILD,这样客户数据就会无法挽回。
因此对RAID0、RAID1、RAID5以及组合型的RAID系列磁盘阵列数据恢复,出现故障以后只要不对阵列作初始化操作,就有机会恢复出故障RAID磁盘阵列的数据。
二.关于RAID的技术规范介绍(1)RAID技术规范简介冗余磁盘阵列技术最初的研制目的是为了组合小的廉价磁盘来代替大的昂贵磁盘,以降低大批量数据存储的费用,同时也希望采用冗余信息的方式,使得磁盘失效时不会使对数据的访问受损失,从而开发出一定水平的数据保护技术,并且能适当的提升数据传输速度。
RAID0、RAID1详解

写入数据块D2,D3… 写入数据块D1 写入数据块D0
D0,D1,D2,D3,D4,D5
磁盘0
磁盘1
D4
D5
D2
D3
D0
D1
无数据冗余的条带化阵列
精选ppt课件
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RAID 0工作原理-数据读取
D5 D4 D3 D2 D1 D0
逻辑磁盘
读取数据块D2,D3… 读取数据块D1 读取数据块D0
raid1数据组织方式raid磁盘1磁盘0a1a1a2a2整理pptd2d1d0d2d1d0磁盘1磁盘0镜像冗余阵列raid1工作原理数据写入d0d1d2写入数据块d0d2d1d0d2写入数据块d1d2等效逻辑磁盘整理ppt磁盘1磁盘0d2d1d0d0d1d2镜像冗余阵列raid1工作原理数据读取d0d1d2d2d1d0d2读取数据块d0读取数据块d1d2等效逻辑磁盘整理pptraid1的数据盘与镜像盘具有相同的内容当数据盘出现故障时可以使D
外置存储
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RAID技术的基本概念
RAID: Redundant Array of Independent Disks ,独立冗余磁盘阵列,也称 磁盘阵列。
条带化
读写性能
RAID
磁盘组合
容量
镜像、奇偶校验
数据安全性
精选ppt课件
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RAID技术实现方式
RAID实现方式有两种,即硬件RAID和软件RAID。
条带单元(Stripe Unit):指磁盘中单个或者多个连续的扇区的集合,是单块磁盘上进行一次 数据读写的最小单元。
条带(Stripe):是同一磁盘阵列中多个磁盘驱动器上相同“位置”(或者说是相同编号)的 条带单元的集合,条带单元是组成条带的元素。
独立冗余磁盘阵列(Redundant Array of Independent Disk,RAID)

独立冗余磁盘阵列(Redundant Array of Independent Disk,RAID)是⼀一种把多块独立的硬盘(物理硬盘)按不同的方式组合起来形成⼀一个硬盘组(逻辑硬盘),从而提供比单个硬盘更高的存储性能与数据备份能力的技术。
RAID特色是N块硬盘同时读取速度加快及提供容错性(Fault Tolerant)。
冗余磁盘阵列技术诞生于1987年,由美国加州大学伯克利分校提出。
根据磁盘陈列的不同组合方式,可以将RAID 分为不同级别。
级别并不代表技术高低,选择哪⼀一种RAID的产品纯视用户的操作环境及应用而定,与级别高低没有必然关系。
RAID 0:无差错控制的带区组 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。
在所有的级别中,RAID 0的速度是最快的。
但是RAID 0没有冗余功能的,如果⼀一个磁盘(物理)损坏,则所有的数据都无法使用。
RAID 1:镜象结构 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,必须有两个驱动器。
因为是镜象结构在⼀一组盘出现问题时,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。
每读⼀一次盘只能读出⼀一块数据,也就是说数据块传送速率与单独的盘的读取速率相同。
RAID 0+1硬盘阵列组建图解及raid 0+1和1+0的区别

RAID 0+1硬盘阵列组建图解及raid 0+1和1+0的区别RAID英文全称为Redundant Array of Inexpensive Disks,中文译为廉价磁盘冗余阵列。
它实质是使用多块物理硬盘组成一个具有加速、自动备份、数据损毁恢复等功能的逻辑硬盘。
为了满足不同工作环境的需要,RAID技术分为了以下RAID 0-7计合8种。
每种阵列都各自有其自身优点与缺点,例如RAID 1阵列强调磁盘的数据的安全性、RAID 0阵列提高访问速度、RAID 5阵列兼顾速度与的安全等。
下面就来看看常用阵列的具体特点。
常用RAID阵列类型? RAID 0RAID 0阵列即(Data Stripping)数据分条阵列,其主要的特点是存取的数据都被分割成为条状(stripped)分布存放在各个物理磁盘上。
这样处理的优点是可以并行存取,从而获得双倍或多倍存取速度。
其中最简单的RAID 0阵列,使用两块硬盘提供双倍传输速度,假如阵列卡能支持多块硬盘组成RAID 0,那么则可以获得N倍(N为加入阵列的硬盘数量)传输速度。
这种阵列的缺点是数据安全比较脆弱,只要阵列内某一硬盘出现故障,所有的数据将全部丢失。
因而,为了在数据脆弱性与速度之间取得较好的平衡,实际使用时RAID 0通常只使用两块硬盘,获得双倍传输速度同时稳定性下降一半,用于存放视频点播文件、临时文件等对安全性要求不高的数据。
? RAID 1RAID 1阵列即(Data Mirror)数据镜像阵列,其主要特点在提供了较为优异的数据安全保障。
整个阵列至少需要两块硬盘组建,在写入时同时将数据备份至另一块硬盘,所以即使其中一块硬盘出现故障而造成数据损坏时,文件也不会丢失。
但是其代价就是的阵列内半数硬盘用于即时镜像备份,容量为阵列内硬盘总容量的一半,而且速度没有任何提升。
? RAID 0+1为了把RAID 0的快速存取特点与RAID 1数据安全的优点结合起来,人们还设计了RAID 0+1阵列。
图文并茂RAID技术全解–RAID0、RAID1、RAID5、RAID10

图⽂并茂RAID技术全解–RAID0、RAID1、RAID5、RAID10图⽂并茂 RAID 技术全解 – RAID0、RAID1、RAID5、RAID100…… RAID 技术相信⼤家都有接触过,尤其是服务器运维⼈员,RAID 概念很多,有时候会概念混淆。
这篇⽂章为⽹络转载,写得相当不错,它对 RAID 技术的概念特征、基本原理、关键技术、各种等级和发展现状进⾏了全⾯的阐述,并为⽤户如何进⾏应⽤选择提供了基本原则,对于初学者应该有很⼤的帮助。
⼀、RAID 概述 1988 年美国加州⼤学伯克利分校的 D. A. Patterson 教授等⾸次在论⽂ “A Case of Redundant Array of Inexpensive Disks” 中提出了RAID 概念 [1] ,即廉价冗余磁盘阵列( Redundant Array of Inexpensive Disks )。
由于当时⼤容量磁盘⽐较昂贵, RAID 的基本思想是将多个容量较⼩、相对廉价的磁盘进⾏有机组合,从⽽以较低的成本获得与昂贵⼤容量磁盘相当的容量、性能、可靠性。
随着磁盘成本和价格的不断降低, RAID 可以使⽤⼤部分的磁盘, “廉价” 已经毫⽆意义。
因此, RAID 咨询委员会( RAID Advisory Board, RAB )决定⽤ “ 独⽴ ” 替代 “ 廉价 ” ,于时 RAID 变成了独⽴磁盘冗余阵列( Redundant Array of Independent Disks )。
但这仅仅是名称的变化,实质内容没有改变。
RAID 这种设计思想很快被业界接纳, RAID 技术作为⾼性能、⾼可靠的存储技术,已经得到了⾮常⼴泛的应⽤。
RAID 主要利⽤数据条带、镜像和数据校验技术来获取⾼性能、可靠性、容错能⼒和扩展性,根据运⽤或组合运⽤这三种技术的策略和架构,可以把 RAID 分为不同的等级,以满⾜不同数据应⽤的需求。
独立磁盘冗余阵列
独立磁盘冗余阵列独立磁盘冗余阵列来自ITwiki,开放的信息技术大百科独立磁盘冗余阵列(Redundant Array of Independent Disks,RAID;在台湾一般俗称:磁碟阵列)的基本思想就是把多个相对便宜的小磁盘组合起来,成为一个磁盘组,使性能达到甚至超过一个价格昂贵、容量巨大的磁盘。
根据选择的版本不同,RAID比单盘有以下一个或多个方面的益处:增强数据整合度,增强容错功能,增加吞吐量或容量。
另外,磁盘组对于计算机来说,看起来就像一个单独的磁盘或逻辑存储单元。
分为RAID-1,RAID-10,RAID-3,RAID-30,RAID-5,RAID-50。
围绕RAID的基本想法就是把多个便宜的小磁盘组合到一起,成为一个磁盘组式的逻辑硬盘,因此,操作系统仅把它们看作一个单一的逻辑存储单元或磁盘。
通过这种手段使逻辑硬盘的性能达到或超过一个容量巨大、价格昂贵的磁盘。
RAID常被用在服务器计算机上,并且常使用完全相同的硬盘作为组合。
由于硬盘价格的不断下降与和RAID 功能更加有效地与主板整合,它也成为了高级最终用户的一个选择,特别是需要大量存储的工作,如:视频与音频制作。
利用如磁盘条纹化 (RAID 0) 和磁盘镜像 (RAID 1) 的技巧,把数据分布到各个磁盘上,来达到亢余性、低延迟、读写的高带宽、硬盘毁坏后的最大可恢复性。
采用 RAID 的主要原因是:增强了速度扩容了存储能力(以及更多的便利)可高效恢复磁盘有两种可以实现RAID的方法:硬RAID和软RAID。
最初的RAID分成了不同的等级,每种等级都有其理论上的优缺点。
这些年来,出现了对于RAID观念不同的应用。
目录1 基本RAID分类1.1 RAID 01.2 RAID 11.3 RAID 21.4 RAID 31.5 RAID 41.6 RAID 51.7 RAID 6基本RAID分类RAID 0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。
全程图解--教你如何做RAID磁盘阵列
全程图解--教你如何做RAID磁盘阵列本文将以一款服务器的磁盘阵列配置实例向大家介绍磁盘阵列的具体配置方法。
当然,不同的阵列控制器的具体配置方法可能不完全一样,但基本步骤绝大部分是相同的,完全可以参考。
说到磁盘阵列(RAID,Redundant Array of Independent Disks),现在几乎成了网管员所必须掌握的一门技术之一,特别是中小型企业,因为磁盘阵列应用非常广泛,它是当前数据备份的主要方案之一。
然而,许多网管员只是在各种媒体上看到相关的理论知识介绍,却并没有看到一些实际的磁盘阵列配置方法,所以仍只是一知半解,到自己真正配置时,却无从下手。
在本文中给出一些关键界面,使各位对磁盘阵列的配置有一个理性认识。
当然为了使各位对磁盘阵列有一个较全面的介绍,还是先来简要回顾一下有关磁盘阵列的理论知识,这样可以为实际的配置找到理论依据。
一、磁盘阵列实现方式磁盘阵列有两种方式可以实现,那就是“软件阵列”与“硬件阵列”。
软件阵列是指通过网络操作系统自身提供的磁盘管理功能将连接的普通SCSI卡上的多块硬盘配置成逻辑盘,组成阵列。
如微软的Windows NT/2000 Server/Server 2003和NetVoll的NetWare 两种操作系统都可以提供软件阵列功能,其中Windows NT/2000 Server/Server 2003可以提供RAID 0、RAID 1、RAID 5;NetWare 操作系统可以实现RAID 1功能。
软件阵列可以提供数据冗余功能,但是磁盘子系统的性能会有所降低,有的降代还比较大,达30%左右。
硬件阵列是使用专门的磁盘阵列卡来实现的,这就是本文要介绍的对象。
现在的非入门级服务器几乎都提供磁盘阵列卡,不管是集成在主板上或非集成的都能轻松实现阵列功能。
硬件阵列能够提供在线扩容、动态修改阵列级别、自动数据恢复、驱动器漫游、超高速缓冲等功能。
它能提供性能、数据保护、可靠性、可用性和可管理性的解决方案。
磁盘RAID方式讲解(超详细)
1 Raid类型及利弊权衡(针对EMC CX系列)Raid简介在E MC CX-series系列磁盘阵列中使用RAID(独立磁盘冗余)技术,通过RAID技术,可以将单独的磁盘组成一个逻辑单元(LUN)以提高可靠性和性能。
在这一系列中支持5种RAID级别以及两种磁盘设置:(单个单元和hotspare 热备盘)。
你可以通过使用存储系统管理实用程序绑定磁盘以将其组成一个RAID组。
其中4钟RAID级别使用磁盘条带化,两种使用镜像。
什么是磁盘条带化:通过使用磁盘条带,存储系统硬件可以同时且独立地从多个磁盘读写数据。
磁盘条带化通过允许若干读/写磁头同时执行来增强性能。
从每个磁盘读取或向其写入的信息量组成了条带元素大小。
条带大小等于条带元素大小乘以组中的磁盘数。
例如:假设条带元素大小(Stripe element size)为128个扇区(默认)。
如果组中有5个磁盘,则用5*条带元素大小128=640个扇区。
在大多数RAID类型中,存储系统均使用磁盘条带化。
什么是镜像:镜像维护了逻辑磁盘映像的拷贝,可以在无法访问source image时继续提供访问。
镜像包括硬件镜像(SP同步磁盘映像)和软件镜像(操作系统同步映像)。
但操作系统同步映像会占用服务器资源。
在存储系统中,可以通过将磁盘绑定为RAID1镜像对或RAID1/0组来创建硬件镜像。
对于任一R AID类型的LUN,存储系统可以使用MirrorView软件维护远程拷贝。
RAID类型RAID 5组(单个存取阵列)RAID 5组通常包括5个磁盘,但也可以包含3-16块磁盘,R AID 5使用磁盘条带化。
使用RAID5组最多可以创建32个RAID 5 LUN,以将磁盘空间分配给不同的用户、服务器及应用。
存储系统将写入奇偶校验信息,以在组中某个磁盘出现故障时能够继续运行。
更换故障磁盘后,SP使用存储在正常工作磁盘上的信息来重建组。
在重建过程中,系统性能会降低。
但是,存储系统可以继续运行,并且用户可以访问所有数据(包括存储在故障磁盘上的数据)上图显示了5个磁盘的RAID5组,具有缺省条带元素大小(Stripe element size)的用户数据和奇偶校验数据。
RIAD详解
RAID技术实现数据保护
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
由于并行访问的特性,RAID 3适合于大型数据的顺序访问,如影 像处理等。 当RAID 3磁盘完好时,读取数据只需要在数据存储盘中找到相应 的数据块实施并行读取操作即可。向RAID 3写人数据时,必须计 算与该数据块同处一个分条的所有数据块的校验值,并将新值重 新写入校验块。假如某一磁盘失效,该磁盘上的所有数据块必须 借助校验信息重新建立,如果所要读取的数据块正好位于已经损 坏的磁盘,则必须同时读取同一分条中的所有其他数据块,并根 据校验值重建丢失的数据。当更换了损坏的磁盘后,系统必须一 个数据块一个数据块地重建坏盘中的数据。
RAID 3:带奇偶校验码的并行传送
前面曾经介绍过,RAID阵列可分成并行访问和独立访问两种方式。 几乎所有的并行访问RAID均属于RAID 3。RAID 3使用一个专门 的磁盘存放所有的校验值,并把数据分散到剩余的磁盘上,因而 RAID 3是使用专用校验盘的并行访问,其性能优势依赖于缓存技 术和更高的磁盘转速。整个RAID 3系统只需要一个校验盘,硬盘 的利用率高。
RAID 1+0 – Mirroring and Striping
Block 3 0 1 2
RAID Block 3 0 1 2 Controller
Host
RAID技术及应用
RAID技术实现数据保护
100%数据备份 磁盘有效空间利用50% 数据镜像+ 分段 RAID10 数据校验:无
硬盘数目:4
RAID的内部I/O结构
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RAID3:带奇偶校验码的并行传送
优点:能查错,对于大量
的连续数据可提供很好的 传输率。
缺点:不能纠错,对于随
机数据,奇偶盘会成为写 操作的瓶颈。
应用场景:主要用于图形(包括动画)等要求吞吐率比较高的场合。 高可用性:允许损坏一块磁盘。
RAID4:带奇偶校验码的独立磁盘结构
优点:每个磁盘都是独立 运转的,因此不同的I/O请 求可以并行地满足。
独立冗余磁盘阵列
Redundant Arrays of Independent Drives RAID
磁盘结构
磁盘的磁道、扇区、簇
RAID技术主要有以下三个基本功能:
• 通过对磁盘上的数据进行条带化,实现对数据成块存取, 减少磁盘的机械寻道时间,提高了数据存取速度。
• 通过对一个阵列中的几块磁盘同时读取,减少了磁盘的机 械寻道时间,提高数据存取速度。
热备盘
热备盘的作用相当于是在raid里面再做一个备份,比如说本 来Raid里面是只允许坏一个盘的情况下系统和数据依然正 常运行,但是坏两个就不行了,但是加了热备之后就可以 同时坏两个盘都没问题,就多了个保险。
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磁盘阵列
• RAID 50 • RAID 53 • RAID1E • RAID5E • RAID5EE • RAID ADG • JBOD模式
缺点:成本高,磁盘利用 率低,通过二次读写实现 磁盘镜像,所以磁盘控制 器的负载也相当大。
应用场景:系统需要极高的可靠性时被使用。 高可用性:允许损坏一块磁盘。
RAID2:带海明码校验
优点:在数据发生错误的 情况下将错误校正。
缺点:技术实施更复杂。
应用场景:需要连续存取大量数据的计算机使用,不适用于一般的多用户环境、 网络服务器和PC。 高可用性:允许损坏一块磁盘。
应用场景: 高可用性:允许损坏一块磁盘。
缺点:写入效率比较差,
失败恢复时,它的难度比 RAID3大,控制器的设计难 度大。
RAID5:分布式奇偶校验的独立磁盘结构
优点:读出效率高,可靠 性好。
应用场景:大部分场合。 高可用性:允许损坏一块磁盘。
缺点:写入效率一般。
RAID6:两种存储的奇偶校验码的磁盘结构
• 通过镜像或者存储奇偶校验信息的方式,实现了对数据的 冗余保护。
RAID 0:无差错控制的带区组
优点:数据吞吐率大大提
高,驱动器的负载也比较 平衡。
缺点:没有数据差错控制。
应用场景:一般只是在那些对数据安全性要求不高的情况下才被使用。 高可用性:不允许磁盘损坏。
RAID 1:磁盘镜像
优点:具备很好的磁盘冗 余能力。
应用场景:个性化存储设计。 高可用性:允许损坏一块磁盘。
缺点:专利系统, 存储容量中,每 MB成本极高;一 旦系统断电,在 高速缓冲存储器 内的数据就会全 部丢失。
பைடு நூலகம்
RAID10/01:高可靠性与高效磁盘结构
优点:既高效
又高速还可以 互为镜像。
缺点:价格高, 可扩充性不好。
应用场景:用于容量不大,但要求速度和差错控制的数据库中。
优点:读出效率高,可靠 性好。
缺点:控制器的设计十分 复杂,写入速度不好。
应用场景:用于要求数据绝对不能出错的场合,如军队。 高可用性:允许损坏两块磁盘。
RAID7:优化的高速数据传送磁盘结构 Storage Computer Operating System
优点:每个磁 盘都带有高速 缓冲存储器, 访问时间几乎 接近于0,采用 并行结构,数 据访问效率高。
其他RAID模式