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隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展,數(shù)據(jù)庫(kù)已成為企業(yè)運(yùn)營(yíng)所需的核心系統(tǒng)之一。而隨著數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)量的不斷增加,數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行的速度和效率也變得越來越重要。RD技術(shù)便應(yīng)運(yùn)而生,成為了提高數(shù)據(jù)庫(kù)性能和可靠性的重要一環(huán)。

讓客戶滿意是我們工作的目標(biāo),不斷超越客戶的期望值來自于我們對(duì)這個(gè)行業(yè)的熱愛。我們立志把好的技術(shù)通過有效、簡(jiǎn)單的方式提供給客戶,將通過不懈努力成為客戶在信息化領(lǐng)域值得信任、有價(jià)值的長(zhǎng)期合作伙伴,公司提供的服務(wù)項(xiàng)目有:域名與空間、網(wǎng)頁空間、營(yíng)銷軟件、網(wǎng)站建設(shè)、墊江網(wǎng)站維護(hù)、網(wǎng)站推廣。
RD(Redundant Array of Independent Disks),即獨(dú)立磁盤冗余陣列技術(shù),目的是將多塊磁盤組成一個(gè)邏輯磁盤單元,提供更高的存儲(chǔ)容量、更快的數(shù)據(jù)訪問速度、以及數(shù)據(jù)備份與保存。RD技術(shù)有多種級(jí)別,其中常見的有RD 0、RD 1、RD 5、RD 6等。下面將詳細(xì)介紹RD技術(shù)在數(shù)據(jù)庫(kù)中的作用和優(yōu)勢(shì)。
1. 提高數(shù)據(jù)訪問速度
RD 0將兩塊以上的磁盤組成一個(gè)單一的大容量邏輯磁盤,使得數(shù)據(jù)可以被同時(shí)寫入多個(gè)磁盤上,從而提高了數(shù)據(jù)的傳輸速度和讀寫速度。這種方式也被稱為條帶化(striping)。RD 0 在數(shù)據(jù)庫(kù)中的作用是提高讀寫速度,當(dāng)有大量數(shù)據(jù)需要讀取或者寫入的時(shí)候,條帶化可以將數(shù)據(jù)分散到多個(gè)磁盤中,從而同時(shí)進(jìn)行,提高了傳輸速度和處理效率。
2. 數(shù)據(jù)備份與恢復(fù)
RD 1將兩塊以上的硬盤組成一個(gè)邏輯磁盤,復(fù)制數(shù)據(jù)提供冗余。這種方式是鏡像(mirroring),可以保證數(shù)據(jù)的高可靠性。RD 1 將每個(gè)數(shù)據(jù)塊分別存到兩個(gè)磁盤中,任一塊磁盤出現(xiàn)問題,系統(tǒng)仍然可以繼續(xù)工作,而且不會(huì)丟失數(shù)據(jù)。這種技術(shù)在數(shù)據(jù)庫(kù)中主要用于數(shù)據(jù)備份和恢復(fù),可以將數(shù)據(jù)備份到一個(gè)硬盤上,而另一個(gè)硬盤則用于實(shí)時(shí)把數(shù)據(jù)復(fù)制,這樣當(dāng)系統(tǒng)崩潰時(shí),可以快速恢復(fù)數(shù)據(jù)而不需要將數(shù)據(jù)重構(gòu)。
3. 提高數(shù)據(jù)可靠性
RD 5和RD 6提供了額外的容錯(cuò)機(jī)制,目的是保護(hù)數(shù)據(jù)不會(huì)丟失。RD 5 是將數(shù)據(jù)和校驗(yàn)信息分塊儲(chǔ)存在多個(gè)磁盤上,根據(jù)數(shù)據(jù)塊內(nèi)的數(shù)據(jù)一并計(jì)算出數(shù)據(jù)塊的校驗(yàn)信息儲(chǔ)存在其它磁盤上,在出現(xiàn)故障時(shí)可以通過儲(chǔ)存在其它磁盤中相應(yīng)的校驗(yàn)信息來還原數(shù)據(jù)。RD 6則提供了更高的冗余性,通過使用兩個(gè)校驗(yàn)塊來提供更高的數(shù)據(jù)完整性。這種方式在數(shù)據(jù)庫(kù)中體現(xiàn)為提高數(shù)據(jù)可靠性,減少數(shù)據(jù)丟失的風(fēng)險(xiǎn)。
4. 節(jié)約成本
RD技術(shù)在數(shù)據(jù)庫(kù)中不僅可以提高數(shù)據(jù)訪問速度和可靠性,還可以減少企業(yè)成本。通過RD技術(shù),企業(yè)可以使用廉價(jià)的硬盤來達(dá)到高速和高可靠性的目的。使用RD技術(shù),可以將多塊硬盤合并成一個(gè)較大的硬盤,從而減少硬盤的數(shù)量和成本,從而有可能降低企業(yè)花費(fèi)在硬盤上的開銷。
RD技術(shù)在數(shù)據(jù)庫(kù)中有著廣泛的應(yīng)用。RD 0、RD 1、RD 5和RD 6可以通過提高數(shù)據(jù)訪問速度、數(shù)據(jù)備份與恢復(fù)、提高數(shù)據(jù)可靠性以及節(jié)約成本等方面來提升數(shù)據(jù)庫(kù)性能和效率。詳細(xì)了解RD技術(shù)的不同級(jí)別可以根據(jù)企業(yè)需求來選擇合適的方案用在數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)營(yíng)上,從而更好地保護(hù)企業(yè)數(shù)據(jù)和提升數(shù)據(jù)庫(kù)性能。
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比較RAID0,RAID1,RAID5,RAID0+1的特點(diǎn),急?。?/h3>
RAID 0
1、RAID 0又稱為Stripe(條帶化)或Striping,它代表了所有RAID級(jí)別中更高的存儲(chǔ)性能。RAID 0提高存儲(chǔ)性能的原理是把連續(xù)的數(shù)據(jù)分散到多個(gè)磁盤上存取,這樣,系統(tǒng)有數(shù)據(jù)請(qǐng)求就可以被多個(gè)磁盤并行的執(zhí)行,每個(gè)磁盤執(zhí)行屬于它自己的那部分?jǐn)?shù)據(jù)請(qǐng)求。這種數(shù)據(jù)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。
2、系統(tǒng)向三個(gè)磁盤組成的邏輯硬盤(RADI 0 磁盤組)發(fā)出的I/O數(shù)據(jù)請(qǐng)求被轉(zhuǎn)化為3項(xiàng)操作,其中的每一項(xiàng)操作都對(duì)應(yīng)于一塊物理硬盤。我們從圖中可以清楚的看到通過建立RAID 0,原先順序的數(shù)據(jù)請(qǐng)求被分散到所有的三塊硬盤中同時(shí)執(zhí)行。從理論上講,三塊硬盤的并行操作使同一時(shí)間內(nèi)磁盤讀寫速度提升了3倍。 但由于總線帶寬等多種因素的影響,實(shí)際的提升速率肯定會(huì)低于理論值,但是,大量數(shù)據(jù)并行傳輸與串行傳輸比較,提速效果顯著顯然毋庸置疑。
3、RAID 0的缺點(diǎn)是不提供數(shù)據(jù)冗余,因此一旦用戶數(shù)據(jù)損壞,損壞的數(shù)據(jù)將無法得到恢復(fù)。
4、RAID 0具有的特點(diǎn),使其特別適用于對(duì)性能要求較高,而對(duì)數(shù)據(jù)安全不太在乎的領(lǐng)域,如圖形工作站等。對(duì)于個(gè)人用戶,RAID 0也是提高硬盤存儲(chǔ)性能的絕佳選擇。
RAID 1
1、RAID 1又稱為Mirror或Mirroring(鏡像),它的宗旨是更大限度的保證用戶數(shù)據(jù)的可用性和可修復(fù)性。 RAID 1的操作方式是把用戶寫入硬盤的數(shù)磨敗據(jù)百分之百地自動(dòng)復(fù)制到另外一個(gè)硬盤上。
2、當(dāng)讀取數(shù)據(jù)時(shí),系統(tǒng)先從RAID 0的源盤讀取數(shù)據(jù),如果讀取數(shù)據(jù)成功,則系統(tǒng)不去管備份盤上的數(shù)據(jù);如果讀取源盤數(shù)據(jù)失敗,則系統(tǒng)自動(dòng)轉(zhuǎn)而讀取備份盤上的指纖數(shù)據(jù),不會(huì)造成用戶工作任務(wù)的中斷。當(dāng)然,我們應(yīng)當(dāng)及時(shí)地更換損壞的硬盤并利用備份數(shù)據(jù)重新建立Mirror,避免備份盤在發(fā)生損壞時(shí),造成不可挽回的數(shù)據(jù)損失。
3、由于對(duì)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)進(jìn)行百分之百的備份,在所有RAID級(jí)別中,RAID 1提供更高的數(shù)據(jù)安全保障。同樣,由于數(shù)據(jù)的百分之百備份,備份數(shù)據(jù)占了總存儲(chǔ)空間的一半,因而Mirror(鏡像)的磁盤空間利用率低,存儲(chǔ)成本高。
4、Mirror雖不能提高存儲(chǔ)性能,但由于其具有的高數(shù)據(jù)安全性,使其尤其適用于存放重要數(shù)據(jù),如服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)等領(lǐng)域。
RAID 10=RAID 0+1
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。
2、以四個(gè)磁盤組成的RAID 0+1為例,其數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式如圖所示:RAID 0+1是存儲(chǔ)性能和數(shù)據(jù)安全兼顧的方案。它在提供與RAID 1一樣的數(shù)據(jù)安全保障的同時(shí),也提供了與RAID 0近似的存儲(chǔ)性能。
3、由于RAID 0+1也通過數(shù)據(jù)的100%備份功能提供數(shù)據(jù)安全保障,因此RAID 0+1的磁盤空間利用率與RAID 1相同,存儲(chǔ)成本高。
4、RAID 0+1的特點(diǎn)使其特別適用于既有大量數(shù)據(jù)需要存取,同時(shí)又對(duì)數(shù)據(jù)安全性要求嚴(yán)格的領(lǐng)域,如銀行、金融、商業(yè)超市、倉(cāng)儲(chǔ)庫(kù)房、各種檔案管理等。
RAID 5
1、RAID 5 是一種存儲(chǔ)性能、數(shù)據(jù)安全和存儲(chǔ)成本兼顧的存儲(chǔ)解決方案。 以四個(gè)硬盤組成的RAID 5為例,其數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式如圖4所示:圖中,P0為D0,D1和D2的奇偶校驗(yàn)信息,其它以此類推。由圖中可以看出,RAID 5不對(duì)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)進(jìn)行備份,而是把數(shù)據(jù)和相對(duì)應(yīng)的奇偶校驗(yàn)信息存儲(chǔ)到組成RAID5的各個(gè)磁盤上,并且奇偶校驗(yàn)信息和相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)分別存儲(chǔ)于不同的磁盤上。當(dāng)RAID5的唯游仿一個(gè)磁盤數(shù)據(jù)發(fā)生損壞后,利用剩下的數(shù)據(jù)和相應(yīng)的奇偶校驗(yàn)信息去恢復(fù)被損壞的數(shù)據(jù)。
2、RAID 5可以理解為是RAID 0和RAID 1的折衷方案。RAID 5可以為系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)安全保障,但保障程度要比Mirror低而磁盤空間利用率要比Mirror高。RAID 5具有和RAID 0相近似的數(shù)據(jù)讀取速度,只是多了一個(gè)奇偶校驗(yàn)信息,寫入數(shù)據(jù)的速度比對(duì)單個(gè)磁盤進(jìn)行寫入操作稍慢。同時(shí)由于多個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)一個(gè)奇偶校驗(yàn)信息,RAID 5的磁盤空間利用率要比RAID 1高,存儲(chǔ)成本相對(duì)較低。
Raid0
Raid0是所有raid中存儲(chǔ)性能最強(qiáng)的陣列形式。其工作原李搭粗理就是在多個(gè)磁盤上分散存取連續(xù)的數(shù)據(jù),這樣,當(dāng)需要存取數(shù)據(jù)是多個(gè)磁盤可以并排執(zhí)行,每個(gè)磁盤執(zhí)行屬于它自己的那部分?jǐn)?shù)據(jù)請(qǐng)求,顯著提高磁盤整體存取性能。但是不具備容錯(cuò)能力,適用于低成本、低可靠性的臺(tái)式系統(tǒng)。
Raid1
又稱鏡像盤,把一個(gè)磁盤的數(shù)據(jù)鏡像到另一個(gè)磁盤上,采用鏡像容錯(cuò)來提高可靠性,具有raid中更高的數(shù)據(jù)冗余能力。存數(shù)據(jù)時(shí)會(huì)將數(shù)據(jù)同時(shí)寫入鏡像盤內(nèi),讀取數(shù)據(jù)則只從工作盤讀出。發(fā)生故障時(shí),系統(tǒng)將從鏡像盤讀取數(shù)據(jù),然后再恢復(fù)工作盤正確數(shù)據(jù)。這種陣列方式可靠性極高,但是其容量會(huì)減去一半。廣泛用于數(shù)據(jù)要求極嚴(yán)的應(yīng)用場(chǎng)合,如商業(yè)金融、檔案管理等領(lǐng)域。只允許一顆硬盤出故障。
Raid0+1
將Raid0和Raid1技術(shù)結(jié)合在一起,兼顧兩者的優(yōu)勢(shì)。在數(shù)據(jù)得到保障的同時(shí),還能提哪鎮(zhèn)供較強(qiáng)的存儲(chǔ)性能。不過至少要求4個(gè)或以上的硬盤,也只運(yùn)行一個(gè)磁盤出錯(cuò)。是一種高成本、高可靠性、高存儲(chǔ)性能的三高陣列技術(shù)。
Raid5
Raid5可以看成是Raid0+1的低成本方案。采用循環(huán)偶校驗(yàn)獨(dú)立存取的陣列方式。將數(shù)據(jù)和相對(duì)應(yīng)的奇偶校驗(yàn)信息分布存儲(chǔ)到組成RAID5的各個(gè)磁盤上。當(dāng)其中一個(gè)磁盤數(shù)據(jù)發(fā)生損壞后枝裂,利用剩下的磁盤和相應(yīng)的奇偶校驗(yàn)信息 重新恢復(fù)/生成丟失的數(shù)據(jù)而不影響數(shù)據(jù)的可用性。至少需要3個(gè)或以上的硬盤。適用于大數(shù)據(jù)量的操作。成本稍高、儲(chǔ)存新強(qiáng)、可靠性強(qiáng)的陣列方式。
磁盤陣列(Redundant Arrays of Independent Disks,RAID),有”獨(dú)立磁盤構(gòu)成的具有冗余能力的陣列”之意。
磁盤陣列是由很多價(jià)格較便宜的磁盤,組合成一個(gè)容量巨大的磁盤組,利用個(gè)別磁盤提供數(shù)據(jù)所產(chǎn)生加成效果提升整個(gè)磁盤系統(tǒng)效能。利用這項(xiàng)技術(shù),將數(shù)據(jù)切割成許多區(qū)段,分別存放在各個(gè)硬盤上。
磁盤陣列還能利用同位檢查(Parity Check)的觀念,在數(shù)組中任意一個(gè)硬盤故障時(shí),仍可讀出數(shù)據(jù),在數(shù)據(jù)重構(gòu)時(shí),將數(shù)據(jù)經(jīng)計(jì)算后重新置入新硬盤中。
RAID LEVELData redundancy磁盤空間利用率讀性能寫性能spare driveMin.number of hddMax.number of hdd
RAID level-0NO100%SuperiorSuperiorNO116
RAID level-1YES50%very highvery highNO22
RAID level-1EYES50%very highvery highNO316
RAID level-5YES67% to 94%SuperiorhighNO316
RAID level-5EYES50% to 88%SuperiorhighYES416
RAID level-00NO100%SuperiorSuperiorNO260
RAID level-10YES50%very highvery highNO460
RAID level-1E0YES50%very highvery highNO660
RAID level-50YES67% to 94%SuperiorhighNO660
多重RAID磁盤陣列模式是什么意思?
多重RAID磁盤陣列就是RAID磁盤冗余陣列的另一種說法而已。
RAID:廉價(jià)銷好磁盤冗余陣列(Redundant array of inexpensive disks)顧名思義,它由幾個(gè)磁盤組成,通過一個(gè)控制器協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)機(jī)制使單個(gè)數(shù)據(jù)流依次寫入這幾個(gè)磁盤中。可以充分發(fā)揮出多塊硬盤的優(yōu)勢(shì),實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出任何一塊并斗頌單獨(dú)硬盤的速度和吞吐量。除了性能上的提高之外,RAID還可以提供良好的容錯(cuò)絕鄭能力,在任何一塊硬盤出現(xiàn)問題的情況下都可以繼續(xù)工作,不會(huì)受到損壞硬盤的影響。
冗余的漢語意思即多余,重復(fù)。而磁盤陣列說明不僅僅是一個(gè)磁盤,而是一組磁盤。這時(shí)你應(yīng)該明白了,它是利用重復(fù)的磁盤來處理數(shù)據(jù),使得數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性得到提高。
RAID磁盤陣御桐液列輪襪是什么意思?RAID0、1、5都有什么不同?鎮(zhèn)物
RAID存儲(chǔ)的方式多種多樣。某些類型的RAID強(qiáng)調(diào)性能,某些則強(qiáng)調(diào)可靠性、容錯(cuò)或糾錯(cuò)能力。因此,可根據(jù)要完成的任念大務(wù)來選擇類型。不過,所有的RAID系統(tǒng)共同的特點(diǎn)——也是其真正的優(yōu)點(diǎn)則是“熱交換”能力:用戶可以取出一個(gè)存在缺陷的驅(qū)動(dòng)器,并插入一個(gè)新的予以更換。對(duì)大多數(shù)類型的RAID來說,不必中斷服務(wù)器或系統(tǒng),就可以自動(dòng)重建某個(gè)出現(xiàn)故障的磁盤上的數(shù)據(jù)。
RAID并非保護(hù)大量數(shù)據(jù)的唯一途徑,但是,常規(guī)的備份和鏡像軟件速度較慢,而且,如果一個(gè)驅(qū)動(dòng)器出現(xiàn)故障,則往往需要中斷系統(tǒng)。即使磁盤不導(dǎo)致服務(wù)器中斷,IT工作人員仍需要斷掉服務(wù)器來更換驅(qū)動(dòng)器。相反,RAID利用鏡像或奇偶信息來從剩余的驅(qū)動(dòng)器重建數(shù)據(jù),不必中斷系統(tǒng)。
Level0、3和5是三種最常見的RAID實(shí)施方式:
RAIDLevel0即數(shù)據(jù)分割,是最基本的方式。在一個(gè)普通硬盤驅(qū)動(dòng)器上,數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)在同一張盤的激羨連續(xù)扇區(qū)上。RAID0至少使用兩個(gè)磁盤驅(qū)動(dòng)器,并將數(shù)據(jù)分成從512字節(jié)到數(shù)兆字節(jié)的若干塊,這些數(shù)據(jù)塊被交替寫到磁盤中。第1段被寫到磁盤1中,第2段被寫到磁盤2中,如此等等。當(dāng)系統(tǒng)到達(dá)陣列中的最后一個(gè)磁盤時(shí),就寫到磁盤1的下一分段,以下如此。分割數(shù)據(jù)將I/O負(fù)載平均分配到所有的驅(qū)動(dòng)器。由于驅(qū)動(dòng)器可以同時(shí)寫或讀,性能得以顯著提高。但是,它卻沒有數(shù)據(jù)保護(hù)能力。如果一個(gè)磁盤出故障,數(shù)據(jù)就會(huì)丟失。RAID 0不適用于關(guān)鍵任務(wù)環(huán)境,但是,它卻非常適合于視頻生產(chǎn)和編輯或圖像編輯。
RAIDLevel3包括數(shù)據(jù)分割,另外,它還指定一個(gè)驅(qū)動(dòng)器來存儲(chǔ)奇偶信息。這就提供了某種容錯(cuò)功能,在數(shù)據(jù)密集型環(huán)境或單一用戶環(huán)境中尤其有益于訪問較長(zhǎng)的連續(xù)記錄。RAID 3需要同步主軸驅(qū)動(dòng)器來預(yù)防較短記錄的性能下降。
RAIDLevel5類似于Level0,但是它不是將數(shù)據(jù)分成塊,而是將每個(gè)字節(jié)的位拆分到多個(gè)磁盤。這樣會(huì)增加管理費(fèi)用,但是,如果一個(gè)磁盤出現(xiàn)故障,則它可以更換,數(shù)據(jù)可以從奇偶和糾錯(cuò)碼中重建。RAID 5包括所有的讀/寫運(yùn)行。它需要三到五個(gè)磁盤來組成陣列,最適合于不需要關(guān)鍵特性或幾乎不進(jìn)行寫操作的多用戶系統(tǒng)。
其它不常見的RAID類型:
RAIDLevel1是磁盤鏡像——寫到磁盤1中的一切也寫到磁盤2中,從任何一個(gè)磁盤都可以讀取。這樣就提供了即時(shí)備份,但需要的磁盤驅(qū)動(dòng)器數(shù)量最多,不能提高性能。RAID 1在多用戶系統(tǒng)中提供更佳性能和容錯(cuò)能力,是最容易實(shí)施的配置,這最適用于財(cái)務(wù)處理、工資單、金融和仔鉛豎高可用數(shù)據(jù)環(huán)境。
RAIDLevel2是為大型機(jī)和超級(jí)計(jì)算機(jī)開發(fā)的。它可在工作不中斷的情況下糾正數(shù)據(jù),但是,RAID2傾向于較高的數(shù)據(jù)校驗(yàn)和糾錯(cuò)率。
RAIDLevel4包括較大的數(shù)據(jù)條,這樣,就可以從任何驅(qū)動(dòng)器讀取記錄。由于這種類型缺乏對(duì)多種同時(shí)寫操作的支持,因而,幾乎不使用。
RAIDLevel6幾乎沒有進(jìn)行商用。它使用一種分配在不同的驅(qū)動(dòng)器上的第二種奇偶方案,擴(kuò)展了RAID5。它能承受多個(gè)驅(qū)動(dòng)器同時(shí)出現(xiàn)故障,但是,性能——尤其是寫操作卻很差,而且,系統(tǒng)需要一個(gè)極為復(fù)雜的控制器。
RAIDLevel7有一個(gè)實(shí)時(shí)嵌入操作系統(tǒng)用作控制器,一個(gè)高速總線用于緩存。它提供快速的I/O,但是價(jià)格昂貴。
RAIDLevel10由數(shù)據(jù)條陣列組成,其中,每個(gè)條都是驅(qū)動(dòng)器的一個(gè)RAID1陣列。它與RAID1的容錯(cuò)能力相同,面向需要高性能和冗余,但不需要高容量的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器。
RAIDLevel53是最新的一種類型,實(shí)施情況同Level0數(shù)據(jù)條陣列,其中,每一段都是一個(gè)RAID3陣列。它的冗余與容錯(cuò)能力同RAID3。這對(duì)需要具有高數(shù)據(jù)傳輸率的RAID 3配置的IT系統(tǒng)有益,但是它價(jià)格昂貴、效率偏低。
RAID是獨(dú)立磁盤冗余陣列的縮寫。
RAID旨在通過提供一個(gè)廉價(jià)和冗余的磁盤系統(tǒng)來徹底改變計(jì)算機(jī)管理和存取大容量存儲(chǔ)器中數(shù)據(jù)的方式。它曾被稱為廉價(jià)磁盤冗余陣列(RAID)。RAID將數(shù)據(jù)寫入多個(gè)廉價(jià)磁盤,而不是寫入單個(gè)大容量昂貴(SIED)。最初RAID代表廉價(jià)磁盤冗余陣列,但現(xiàn)在已改為獨(dú)立磁盤冗余陣列。
RAID基本原理
RAID通過條帶化存儲(chǔ)和奇偶校驗(yàn)兩個(gè)措施來實(shí)現(xiàn)其冗余和容錯(cuò)的目標(biāo)。條帶化存儲(chǔ)意味著可以一次寫入一個(gè)數(shù)據(jù)塊的方式將文件寫入多個(gè)磁盤。條帶化存儲(chǔ)技術(shù)將數(shù)據(jù)分開寫入多個(gè)驅(qū)動(dòng)器,從而提高數(shù)據(jù)傳輸速率并縮短磁盤處理總時(shí)間。這種系統(tǒng)非常適用于交易處理、但可靠性卻很差,因?yàn)橄到y(tǒng)的可靠性等于最差的單個(gè)驅(qū)動(dòng)器的可靠性。
組件
RAID的主要組件是磁盤陣列控制器(DAC)和由5個(gè)磁盤組成的隊(duì)列。數(shù)據(jù)被條帶化存儲(chǔ)在全部5個(gè)磁盤上,用奇偶校驗(yàn)來恢復(fù)故障磁盤。RAID有多個(gè)不同的等級(jí)。某些RAID等級(jí)用來提高速度,某些用來提供保護(hù),而RAID-5則結(jié)合了兩方面的優(yōu)勢(shì)。我們將對(duì)它們進(jìn)行逐一論述。
條帶化存儲(chǔ)數(shù)據(jù)
以前,計(jì)算機(jī)只將文件寫入一個(gè)磁盤。條帶化存儲(chǔ)使您能夠拆分文件并將不同的片段同時(shí)寫入多個(gè)磁盤。如果您的文件有5個(gè)數(shù)據(jù)塊,并將它們條帶化存儲(chǔ)到5個(gè)磁盤中,每個(gè)數(shù)據(jù)塊將同時(shí)寫入各自的磁盤。如果您有5個(gè)OLTP交易,每個(gè)小于一個(gè)數(shù)據(jù)塊,您就可以同時(shí)處理5個(gè)不同的交易。
大多數(shù)RAID等級(jí)在數(shù)據(jù)塊級(jí)進(jìn)行條帶化存儲(chǔ),但RAID也可以在位或字節(jié)級(jí)進(jìn)行條帶化存儲(chǔ)。數(shù)據(jù)塊的大小由系統(tǒng)管理員決定,并被稱為基帶條深度。
為了更大限度地提高磁盤陣列子系統(tǒng)的交易能力,數(shù)據(jù)必須同時(shí)寫入多個(gè)驅(qū)動(dòng)器或同時(shí)從多個(gè)驅(qū)動(dòng)器讀取。為實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn),用戶數(shù)據(jù)塊被條帶化存儲(chǔ)在整個(gè)驅(qū)動(dòng)器陣列上。一個(gè)基帶條包括一列扇區(qū)(每扇區(qū)含512個(gè)字節(jié)),這些扇區(qū)位于陣列中每個(gè)磁盤上的相同位置?;鶐l深度(即每一數(shù)據(jù)塊中的扇區(qū)數(shù))由子系統(tǒng)軟件定義。
基帶條深度對(duì)性能有直接影響,因?yàn)樯疃忍珳\就需要系統(tǒng)執(zhí)行比實(shí)際需要更多的I/O命令。如果規(guī)定深度太大,處理器的多任務(wù)能力以及多驅(qū)動(dòng)器所帶來的諸多益處可能會(huì)被抵銷。
在一個(gè)理想的交易環(huán)境中,來自主機(jī)的每個(gè)請(qǐng)求都只涉及一個(gè)驅(qū)動(dòng)器,這可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)驅(qū)動(dòng)器的多個(gè)并發(fā)交易。
將數(shù)據(jù)條帶化存儲(chǔ)到陣列驅(qū)動(dòng)器解決了前面所述的一個(gè)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)器超負(fù)荷運(yùn)行而另一個(gè)空閑的問題。數(shù)據(jù)條帶化存儲(chǔ)避免了使用專用驅(qū)動(dòng)器,并確保數(shù)據(jù)處理負(fù)載在可用的驅(qū)動(dòng)器間平均分配,同時(shí)通過同時(shí)寫入多個(gè)數(shù)據(jù)塊而提高了性能。
奇偶校驗(yàn)
人們經(jīng)?;煜媾夹r?yàn)和鏡像(或映像)。鏡像涉及制作磁盤的拷貝。鏡像是將數(shù)據(jù)同時(shí)寫入兩個(gè)驅(qū)動(dòng)器的技術(shù)。因?yàn)閮蓚€(gè)驅(qū)動(dòng)器中的任何一個(gè)都可以完成同一任務(wù),所以這些系統(tǒng)具有優(yōu)異的可靠性,并可獲得出色的交易處理結(jié)果。但代價(jià)是必須購(gòu)買兩個(gè)驅(qū)動(dòng)器而只得到一個(gè)驅(qū)動(dòng)器的容量。鏡像的開銷為100%,或是雙倍磁盤空間。如果一個(gè)磁盤發(fā)生故障,鏡像磁盤將接替它進(jìn)行運(yùn)行。
奇偶校驗(yàn)提供與鏡像相同的一般保護(hù),但開銷較少。如果一個(gè)用戶具有由5個(gè)磁盤組成的陣列,其中4個(gè)用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)而1個(gè)用于奇偶校驗(yàn)。它的開銷僅為20%,當(dāng)需要考慮成本時(shí),這是一個(gè)很大的優(yōu)勢(shì)。
計(jì)算機(jī)只用0和1來表示數(shù)據(jù)。異或(XOR)是進(jìn)行奇偶校驗(yàn)的一種方法。從每個(gè)磁盤中取出一位(0和1)并相加。如果和為偶數(shù),則奇偶為被置為0;如果和為奇數(shù),則奇偶位被置為1。
根據(jù)RAID等級(jí),奇偶校驗(yàn)即可保存到一個(gè)磁盤上,也可分配到所有磁盤上。當(dāng)您使用5個(gè)磁盤時(shí),每種方式的奇偶校驗(yàn)占磁盤空間的1/5或20%。當(dāng)使用3個(gè)磁盤時(shí),占1/3或33%。
RAID配置等級(jí)
目前業(yè)界公認(rèn)有6個(gè)RAID配置等級(jí),并將它們規(guī)定為RAID0到RAID5。每個(gè)RAID等級(jí)分別針對(duì)速度、保護(hù)或兩者的結(jié)合而設(shè)計(jì)。RAID等級(jí)包括:
RAID 0 ――數(shù)據(jù)條帶化存儲(chǔ)陣列
RAID 1 ――鏡像磁盤陣列
RAID 2 ――并行陣列,漢明碼
RAID 3 ――帶奇偶校驗(yàn)的并行陣列
RAID 4 ――帶專用奇偶校驗(yàn)驅(qū)動(dòng)器的磁盤陣列
RAID 5 ――磁盤陣列,所有驅(qū)動(dòng)器均包括奇偶校驗(yàn)
最常用的RAID等級(jí)為RAID-0、RAID-2和RAID-5。下面對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)說明
RAID-0數(shù)據(jù)條帶化存儲(chǔ)陣列
RAID-0將數(shù)據(jù)條帶化存儲(chǔ)到所有驅(qū)動(dòng)器上,但沒有采用奇偶校驗(yàn)。如果其中一個(gè)磁盤發(fā)生故障,數(shù)據(jù)必須從備份重新存儲(chǔ)到全部5個(gè)磁盤上。這種RAID旨在提高速度,在所有RAID中速度最快,但是提供的保護(hù)最少。
RAID-1透明或條帶化存儲(chǔ)鏡像
RAID-1技術(shù)要求每個(gè)原始數(shù)據(jù)磁盤都有一個(gè)鏡像磁盤。原始磁盤和鏡像的內(nèi)容完全一樣。RAID-1能夠提供更好的數(shù)據(jù)保護(hù),但是速度不如RAID0和5。
在數(shù)據(jù)寫到原始磁盤上的同時(shí)也會(huì)寫到鏡像磁盤上。這一鏡像過程對(duì)于用戶是不可見的。因此RAID-1又稱為透明鏡像。用戶可以設(shè)置RAID-1以將數(shù)據(jù)寫人一個(gè)磁盤,并將該磁盤鏡像化;或者也可以將它條帶化存儲(chǔ)到多個(gè)磁盤上,每個(gè)條帶化存儲(chǔ)的磁盤都有一個(gè)鏡像拷貝。這稱為條帶化存儲(chǔ)鏡像、RAID1+0、RAID10,在有些情況下也稱為RAID6。
RAID-5磁盤陣列,奇偶校驗(yàn)散布
RAID-5將數(shù)據(jù)以數(shù)據(jù)塊形式進(jìn)行條帶化存儲(chǔ),同時(shí)還采用了奇偶校驗(yàn)。利用RAID-5技術(shù),用戶信息和奇偶校驗(yàn)可以合并到陣列中的每個(gè)磁盤上??梢赃M(jìn)行獨(dú)立和/或并行的數(shù)據(jù)讀寫操作。該RAID是所有RAID中使用最廣泛。RAID-5沒有RAID-0那么快,也沒有提供象RAID-1鏡像那樣多的保護(hù)。但是RAID-5同時(shí)提供良好的速度和保護(hù)。這就是為什么它往往成為人們所選擇的RAID等級(jí)。
RAID磁盤陣列組件
RAID磁盤陣列的主要組件是磁盤陣列控制器、5個(gè)SCSI通道、以及一個(gè)或多個(gè)磁盤陣列列隊(duì)。通常有兩個(gè)磁盤陣列控制器(DAC)作為一組進(jìn)行工作。這種實(shí)施過去常常由一個(gè)主動(dòng)DAC和一個(gè)被動(dòng)DAC可能發(fā)生故障時(shí),另一個(gè)就會(huì)控制所有磁盤列隊(duì)。下圖中有兩個(gè)DAC,它們共同控制4個(gè)磁盤列隊(duì)。您可以將磁盤配置成任何所支持的RAID等級(jí)。您甚至可以打亂磁盤而在一個(gè)列隊(duì)中配置多個(gè)RAID。
內(nèi)置/外置磁盤陣列
以前磁盤陣列是通過一跟電纜專門連接到主機(jī),并且始終置于一個(gè)外部機(jī)箱中。外置磁盤陣列的SCSI長(zhǎng)度限度在大約80英寸或25米左右。可以利用一個(gè)中繼器將長(zhǎng)度延長(zhǎng)25米,但是這樣做將損失5%的性能。
目前許多計(jì)算機(jī)采用內(nèi)置RAID。CPU與磁盤在內(nèi)部進(jìn)行通信,但基本原理仍然是一樣的。無論是內(nèi)置或是外置,磁盤陣列都有一個(gè)或兩個(gè)磁盤陣列控制器控制的磁盤隊(duì)列。 牢記要點(diǎn)
RAID用于提高數(shù)據(jù)性能、可靠性和可用性。
條帶化存儲(chǔ)、奇偶校驗(yàn)和鏡像是RAID系統(tǒng)的三個(gè)主要功能。
RAID執(zhí)行的功能對(duì)于操作系統(tǒng)是透明的。
系統(tǒng)通常由磁盤列隊(duì)定義,每個(gè)磁盤列隊(duì)包括5個(gè)磁盤并與一個(gè)或兩個(gè)磁盤陣列控制器連接。
不同等級(jí)的RAID提供不同的速度和不同程度的數(shù)據(jù)保護(hù)。
RAID 速度是怎么計(jì)算的
你說的有效使用率是組RAID5以后的容量吧~假設(shè)
硬盤容量
為M,單硬盤速度為T,硬盤個(gè)數(shù)為碧笑N。RAID5采用數(shù)據(jù)寫入的方式比較復(fù)雜,例如用3塊悔余含硬盤組RAID5,分別是a\b\c,數(shù)據(jù)寫入的時(shí)候在a和b寫入數(shù)據(jù),在c中放入校驗(yàn)碼。第2次寫數(shù)據(jù)的時(shí)候校驗(yàn)碼會(huì)存儲(chǔ)在a或b上。這樣來保證當(dāng)一塊硬盤壞的時(shí)候其他盤可以有足夠完整的數(shù)據(jù)+校驗(yàn)來恢復(fù)壞硬盤的數(shù)據(jù)。容量為>(N-1)*M,讀速度為N*T,寫速度
1
大型數(shù)據(jù)庫(kù)中的讀操作比寫操作頻繁。性能隨寫操作所占百分比的增加而降低。隨機(jī)讀取的數(shù)據(jù)庫(kù)
應(yīng)用程序
在安裝了RAID-5卷的負(fù)荷平衡后會(huì)更好的運(yùn)行。
2
需要高度容錯(cuò),但不能有鏡像卷那樣的費(fèi)用時(shí)。當(dāng)使用大量磁盤時(shí),raid-5比鏡像卷的效率顯著地高。存儲(chǔ)
奇偶校驗(yàn)
信息所需的空間等于1/N
(N為磁盤數(shù)目)。因此10個(gè)磁盤整列用1/10的空間來存儲(chǔ)奇偶校驗(yàn)信息。
陣列當(dāng)中隨磁盤數(shù)的增加,利用率也毀租隨之提高。
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