RAID--磁盤陣列總結

RAID技術主要包含RAID 0～RAID 7等數個規範，它們的側重點各不相同，常見的規範有如下幾種：

　　RAID 0：RAID 0連續以位或字節爲單位分割數據，並行讀/寫於多個磁盤上，因此具有很高的數據傳輸率，但它沒有數據冗餘，因此並不能算是真正的RAID結構。RAID 0只是單純地提高性能，並沒有爲數據的可靠性提供保證，而且其中的一個磁盤失效將影響到所有數據。因此，RAID 0不能應用於數據安全性要求高的場合。

　　RAID 1：它是通過磁盤數據鏡像實現數據冗餘，在成對的獨立磁盤上產生互爲備份的數據。當原始數據繁忙時，可直接從鏡像拷貝中讀取數據，因此RAID 1可以提高讀取性能。RAID 1是磁盤陣列中單位成本最高的，但提供了很高的數據安全性和可用性。當一個磁盤失效時，系統可以自動切換到鏡像磁盤上讀寫，而不需要重組失效的數據。

　　RAID 0+1: 也被稱爲RAID 10標準，實際是將RAID 0和RAID 1標準結合的產物，在連續地以位或字節爲單位分割數據並且並行讀/寫多個磁盤的同時，爲每一塊磁盤作磁盤鏡像進行冗餘。它的優點是同時擁有RAID 0的超凡速度和RAID 1的數據高可靠性，但是CPU佔用率同樣也更高，而且磁盤的利用率比較低。

　　RAID 2：將數據條塊化地分佈於不同的硬盤上，條塊單位爲位或字節，並使用稱爲“加重平均糾錯碼（海明碼）”的編碼技術來提供錯誤檢查及恢復。這種編碼技術需要多個磁盤存放檢查及恢復信息，使得RAID 2技術實施更復雜，因此在商業環境中很少使用。

　　RAID 3：它同RAID 2非常類似，都是將數據條塊化分佈於不同的硬盤上，區別在於RAID 3使用簡單的奇偶校驗，並用單塊磁盤存放奇偶校驗信息。如果一塊磁盤失效，奇偶盤及其他數據盤可以重新產生數據；如果奇偶盤失效則不影響數據使用。RAID 3對於大量的連續數據可提供很好的傳輸率，但對於隨機數據來說，奇偶盤會成爲寫操作的瓶頸。

　　RAID 4：RAID 4同樣也將數據條塊化並分佈於不同的磁盤上，但條塊單位爲塊或記錄。RAID 4使用一塊磁盤作爲奇偶校驗盤，每次寫操作都需要訪問奇偶盤，這時奇偶校驗盤會成爲寫操作的瓶頸，因此RAID 4在商業環境中也很少使用。

　　RAID 5：RAID 5不單獨指定的奇偶盤，而是在所有磁盤上交叉地存取數據及奇偶校驗信息。在RAID 5上，讀/寫指針可同時對陣列設備進行操作，提供了更高的數據流量。RAID 5更適合於小數據塊和隨機讀寫的數據。RAID 3與RAID 5相比，最主要的區別在於RAID 3每進行一次數據傳輸就需涉及到所有的陣列盤；而對於RAID 5來說，大部分數據傳輸只對一塊磁盤操作，並可進行並行操作。在RAID 5中有“寫損失”，即每一次寫操作將產生四個實際的讀/寫操作，其中兩次讀舊的數據及奇偶信息，兩次寫新的數據及奇偶信息。

　　RAID 6：與RAID 5相比，RAID 6增加了第二個獨立的奇偶校驗信息塊。兩個獨立的奇偶系統使用不同的算法，數據的可靠性非常高，即使兩塊磁盤同時失效也不會影響數據的使用。但RAID 6需要分配給奇偶校驗信息更大的磁盤空間，相對於RAID 5有更大的“寫損失”，因此“寫性能”非常差。較差的性能和複雜的實施方式使得RAID 6很少得到實際應用。

　　RAID 7：這是一種新的RAID標準，其自身帶有智能化實時操作系統和用於存儲管理的軟件工具，可完全獨立於主機運行，不佔用主機CPU資源。RAID 7可以看作是一種存儲計算機（Storage Computer），它與其他RAID標準有明顯區別。除了以上的各種標準（如表1），我們可以如RAID 0+1那樣結合多種RAID規範來構築所需的RAID陣列，例如RAID 5+3（RAID 53）就是一種應用較爲廣泛的陣列形式。用戶一般可以通過靈活配置磁盤陣列來獲得更加符合其要求的磁盤存儲系統。

　　RAID 5E(RAID 5 Enhencement): RAID 5E是在RAID 5級別基礎上的改進，與RAID 5類似，數據的校驗信息均勻分佈在各硬盤上，但是，在每個硬盤上都保留了一部分未使用的空間，這部分空間沒有進行條帶化，最多允許兩塊物理硬盤出現故障。看起來，RAID 5E和RAID 5加一塊熱備盤好象差不多，其實由於RAID 5E是把數據分佈在所有的硬盤上，性能會與RAID5 加一塊熱備盤要好。當一塊硬盤出現故障時，有故障硬盤上的數據會被壓縮到其它硬盤上未使用的空間，邏輯盤保持RAID 5級別。

　　RAID 5EE: 與RAID 5E相比，RAID 5EE的數據分佈更有效率，每個硬盤的一部分空間被用作分佈的熱備盤，它們是陣列的一部分，當陣列中一個物理硬盤出現故障時，數據重建的速度會更快。

　　RAID 50：RAID50是RAID5與RAID0的結合。此配置在RAID5的子磁盤組的每個磁盤上進行包括奇偶信息在內的數據的剝離。每個RAID5子磁盤組要求三個硬盤。RAID50具備更高的容錯能力，因爲它允許某個組內有一個磁盤出現故障，而不會造成數據丟失。而且因爲奇偶位分部於RAID5子磁盤組上，故重建速度有很大提高。優勢：更高的容錯能力，具備更快數據讀取速率的潛力。需要注意的是：磁盤故障會影響吞吐量。故障後重建信息的時間比鏡像配置情況下要長。