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RAIDl

王朝百科·作者佚名  2010-03-12  
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RAIDl也被称为磁盘镜射(Disk Mirroring),在RAIDl中,所有存放在磁盘的数据都将被复制至数组中的另一个磁盘,如图4-10。逻辑扇区的每一次写入作业,会先把数据写入实体扇区之后才完成逻辑扇区的写入工作,对于磁碟镜射,每一个磁盘会映射至另一个磁盘;这些磁盘同时也在逻辑扇区中使用条状分布,合并磁盘条状分布与镜射也被称为RAIDl0、RAIDl+0、RAID0+1或RAIDI/0 (视厂商而定)。

因为镜射以一对一为基础,即使损坏系统中一半的磁盘,此系统仍可以作业,大多数的磁盘数组控制器可以支持SCSI总线的镜射分布,此分布即使损坏一个SCSI总线(如一个机柜)作业仍不会受到影响。

在磁盘镜射的系统中,只可以使用其中半数的磁盘(另一半的磁盘必须作为镜射)。换句话说,若两个18G的磁盘使用磁盘镜射,则实际使用的只有18GB的空间。写入数据时,将可以得到性能的优势,因为逻辑写入可使用两个实体写入通道。

在镜射磁盘上读入数据也可以取得优势,部份磁盘数组控制器支持分布寻找,所以可以同时在不同的镜射磁盘找寻不同的数据,此外,最接近数据的读写头负责访问数据,并依照数据访问的方式,此功能也可能不会提供任何的优点。

假设可以负担磁盘数组的成本,RAID是容错功能的最好选择,磁盘镜射的容错扇区可以提供最好的保护,以及最快的磁盘寻找速度。

RAID10是RAID0与RAIDl的组合。在RAIDl0扇区中,每一个扇区可以镜射磁盘至另一个磁盘,而镜射的扇区也使用条状分布存放数据。RAID10扇区的优点具有RAID0的管理及性能优点,并有RAIDl的容错能力,因为一半的磁盘空间作为镜射而不能使用,所以RAIDl0的成本最高。

RAID2为并行访问的RAID等级,其使用汉明码(Hamming Code)提供错误更正的机制,在RAID2中,因为所有磁盘可以使用全部的I/O作业,所以每一个磁盘都可以提供快速的大输出量。

因为RAID2可以提供大量的输出量,所以需要三个磁盘以提供容错能力。

RAID3为并行访问的容错方式,类似于RAID2。相异点在于RAID3只需要一个磁盘便可以提供容错功能,主要因为RAID3使用位位奇偶性而不是采用错误更正码。RAID3可达成高速传输率,但RAID2一次只能够使用一个I/O,对于小的随机I/O需求即可自由选择,RAID2与RAID3均提供大量的序列传输,例如:视频串流传送。

RAID4又被称为磁盘奇偶校验(Drive Parity)或数据防护(Data Guarding) (别与Oracle Data Guard混淆)。在RAID4中,使用其中一个磁盘作为数据奇偶校验,若任何一个磁盘损坏,其它的磁盘可以使用同位检查磁盘来重建遗失的数据,并继续运作,扣除一个磁盘后,即为RAID4可使用的扇区。与RAID2及RAID3不同,RAID4使用独立的访问技术,其可以同步访问多个磁盘,因为可以并行的访问,所以随机I/O性能良好,因此每一秒的I/O数量几乎等于独立磁盘驱动设备的限制。

写入RAID4扇区时,会需要额外的I/O以维持奇偶校验的更新。事实上,因为每一次的新增数据都必须执行奇偶校验,以下为步骤:

⒈ 旧数据与旧奇偶校验条状数据都会被读入。

⒉ 对旧的数据及奇偶校验执行XOR。

⒊ 以新的数据取代数值与XOR以取得新的奇偶校验。

⒋ 写出新的数据与新的奇偶校验。

因此,对单一RAID写入工作会使用四个实体的I/O但是对于单一的RAID读入工作,将没有额外的I/O负荷。

RAID4最大的优点为专用的磁盘奇偶校验,因为每一次写入作业都会执行磁盘奇偶校验,一次只能够执行一个扇区写入作业,其它写入作业必须在队列等待,若写入活动很频繁,读入作业也会受到影响而开始形成队列,每一个逻辑写入都必须加入额外的实体作业成本,很快的就会产生严重的性能瓶颈。

RAID5也被称为「分布式数据保护」RIAD5类似于RAID4,除了每一个磁盘上没有个别的奇偶校验以外,而奇偶校验散布於系统的每一个磁盘,与RAID4一样,RAID5的写入作业也有额外的负荷,每一次磁盘写入作业会有两个读入工作,一个为同位计算工作,再两次的写入作业。虽然读入处理只需要一个I/O,但是读入作业需要四个I/O,这些都是为了维护奇偶校验。

RAID5写入单一磁盘时,也遇到与RAID4一样的问题,因为奇偶校验分布于逻辑磁盘内的所有磁盘中,同时可能有一个以上的写入作业,磁盘内的扇区也可能有一半负责写入作业。

为了提供容错功能,因此只会损失一颗硬盘的空间,所以RAID4与RAID5都很经济:但是却在性能方面付出了代价。

 
 
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