在實(shí)際的應(yīng)用中,RAID2~4并不存在,因?yàn)镽AID5已經(jīng)涵蓋了所需的功能。因此RAID2~4目前只有在研究領(lǐng)域有實(shí)作,而在實(shí)際應(yīng)用上則以RAID 0、1、0+1、5或RAID6為主。對(duì)于普通用戶來(lái)說(shuō),用的最多的也就是RAID 0、1、0+1和RAID 5。
RAID 0:無(wú)差錯(cuò)控制的帶區(qū)組
要實(shí)現(xiàn)RAID0必須要有兩個(gè)以上硬盤驅(qū)動(dòng)器,RAID0實(shí)現(xiàn)了帶區(qū)組,數(shù)據(jù)并不是保存在一個(gè)硬盤上,而是分成數(shù)據(jù)塊保存在不同驅(qū)動(dòng)器上。因?yàn)閷?shù)據(jù)分布在不同驅(qū)動(dòng)器上,所以數(shù)據(jù)吞吐率大大提高,驅(qū)動(dòng)器的負(fù)載也比較平衡。如果剛好所需要的數(shù)據(jù)在不同的驅(qū)動(dòng)器上效率最好。它不需要計(jì)算校驗(yàn)碼,實(shí)現(xiàn)容易。它的缺點(diǎn)是它沒(méi)有數(shù)據(jù)差錯(cuò)控制,如果一個(gè)驅(qū)動(dòng)器中的數(shù)據(jù)發(fā)生錯(cuò)誤,即使其它盤上的數(shù)據(jù)正確也無(wú)濟(jì)于事了。不應(yīng)該將它用于對(duì)數(shù)據(jù)穩(wěn)定性要求高的場(chǎng)合。如果用戶進(jìn)行圖象(包括動(dòng)畫)編輯和其它要求傳輸比較大的場(chǎng)合使用RAID0比較合適。同時(shí),RAID可以提高數(shù)據(jù)傳輸速率,比如所需讀取的文件分布在兩個(gè)硬盤上,這兩個(gè)硬盤可以同時(shí)讀取。那么原來(lái)讀取同樣文件的時(shí)間被縮短為1/2。在所有的級(jí)別中,RAID 0的速度是最快的。但是RAID 0沒(méi)有冗余功能的,如果一個(gè)磁盤(物理)損壞,則所有的數(shù)據(jù)都無(wú)法使用。
如果兩塊硬盤:160G+120G=240G
RAID 1:鏡象結(jié)構(gòu)
對(duì)于使用這種RAID1結(jié)構(gòu)的設(shè)備來(lái)說(shuō),RAID控制器必須能夠同時(shí)對(duì)兩個(gè)盤進(jìn)行讀操作和對(duì)兩個(gè)鏡象盤進(jìn)行寫操作。通過(guò)下面的結(jié)構(gòu)圖您也可以看到必須有兩個(gè)驅(qū)動(dòng)器。因?yàn)槭晴R象結(jié)構(gòu)在一組盤出現(xiàn)問(wèn)題時(shí),可以使用鏡象,提高系統(tǒng)的容錯(cuò)能力。它比較容易設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。每讀一次盤只能讀出一塊數(shù)據(jù),也就是說(shuō)數(shù)據(jù)塊傳送速率與單獨(dú)的盤的讀取速率相同。因?yàn)镽AID1的校驗(yàn)十分完備,因此對(duì)系統(tǒng)的處理能力有很大的影響,通常的RAID功能由軟件實(shí)現(xiàn),而這樣的實(shí)現(xiàn)方法在服務(wù)器負(fù)載比較重的時(shí)候會(huì)大大影響服務(wù)器效率。當(dāng)您的系統(tǒng)需要極高的可靠性時(shí),如進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),那么使用RAID1比較合適。而且RAID1技術(shù)支持“熱替換”,即不斷電的情況下對(duì)故障磁盤進(jìn)行更換,更換完畢只要從鏡像盤上恢復(fù)數(shù)據(jù)即可。當(dāng)主硬盤損壞時(shí),鏡像硬盤就可以代替主硬盤工作。鏡像硬盤相當(dāng)于一個(gè)備份盤,可想而知,這種硬盤模式的安全性是非常高的,RAID 1的數(shù)據(jù)安全性在所有的RAID級(jí)別上來(lái)說(shuō)是最好的。但是其磁盤的利用率卻只有50%,是所有RAID級(jí)別中最低的。
如果兩塊硬盤:160G+120G=120G
RAID5:分布式奇偶校驗(yàn)的獨(dú)立磁盤結(jié)構(gòu)
RAID5的讀出效率很高,寫入效率一般,塊式的集體訪問(wèn)效率不錯(cuò)。因?yàn)槠媾夹r?yàn)碼在不同的磁盤上,所以提高了可靠性,允許單個(gè)磁盤出錯(cuò)。RAID 5也是以數(shù)據(jù)的校驗(yàn)位來(lái)保證數(shù)據(jù)的安全,但它不是以單獨(dú)硬盤來(lái)存放數(shù)據(jù)的校驗(yàn)位,而是將數(shù)據(jù)段的校驗(yàn)位交互存放于各個(gè)硬盤上。這樣,任何一個(gè)硬盤損壞,都可以根據(jù)其它硬盤上的校驗(yàn)位來(lái)重建損壞的數(shù)據(jù)。硬盤的利用率為n-1。但是它對(duì)數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟⑿行越鉀Q不好,而且控制器的設(shè)計(jì)也相當(dāng)困難。RAID 3 與RAID 5相比,重要的區(qū)別在于RAID 3每進(jìn)行一次數(shù)據(jù)傳輸,需涉及到所有的陣列盤。而對(duì)于RAID 5來(lái)說(shuō),大部分?jǐn)?shù)據(jù)傳輸只對(duì)一塊磁盤操作,可進(jìn)行并行操作。在RAID 5中有“寫損失”,即每一次寫操作,將產(chǎn)生四個(gè)實(shí)際的讀/寫操作,其中兩次讀舊的數(shù)據(jù)及奇偶信息,兩次寫新的數(shù)據(jù)及奇偶信息。RAID-5的話,優(yōu)點(diǎn)是提供了冗余性(支持一塊盤掉線后仍然正常運(yùn)行),磁盤空間利用率較高(N-1/N),讀寫速度較快(N-1倍)。RAID5最大的好處是在一塊盤掉線的情況下,RAID照常工作,相對(duì)于RAID0必須每一塊盤都正常才可以正常工作的狀況容錯(cuò)性能好多了。因此RAID5是RAID級(jí)別中最常見(jiàn)的一個(gè)類型。RAID5校驗(yàn)位即P位是通過(guò)其它條帶數(shù)據(jù)做異或(xor)求得的。計(jì)算公式為P=D0xorD1xorD2…xorDn,其中p代表校驗(yàn)塊,Dn代表相應(yīng)的數(shù)據(jù)塊,xor是數(shù)學(xué)運(yùn)算符號(hào)異或。
RAID10/01:高可靠性與高效磁盤結(jié)構(gòu)
這種結(jié)構(gòu)無(wú)非是一個(gè)帶區(qū)結(jié)構(gòu)加一個(gè)鏡象結(jié)構(gòu),因?yàn)閮煞N結(jié)構(gòu)各有優(yōu)缺點(diǎn),因此可以相互補(bǔ)充,達(dá)到既高效又高速還可以互為鏡像的目的。大家可以結(jié)合兩種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)來(lái)理解這種新結(jié)構(gòu)。這種新結(jié)構(gòu)的價(jià)格高,可擴(kuò)充性不好。主要用于容量不大,但要求速度和差錯(cuò)控制的數(shù)據(jù)庫(kù)中。
其中可分為兩種組合:RAID10和RAID01
RAID 10是先鏡射再分區(qū)數(shù)據(jù)。是將所有硬盤分為兩組,視為是RAID 0的最低組合,然后將這兩組各自視為RAID 1運(yùn)作。RAID 10有著不錯(cuò)的讀取速度,而且擁有比RAID 0更高的數(shù)據(jù)保護(hù)性。
RAID 01則是跟RAID 10的程序相反,是先分區(qū)再將數(shù)據(jù)鏡射到兩組硬盤。它將所有的硬盤分為兩組,變成RAID 1的最低組合,而將兩組硬盤各自視為RAID 0運(yùn)作。RAID 01比起RAID 10有著更快的讀寫速度,不過(guò)也多了一些會(huì)讓整個(gè)硬盤組停止運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)率;因?yàn)橹灰唤M的硬盤全部損毀,RAID 01就會(huì)停止運(yùn)作,而RAID 10則可以在犧牲RAID 0的優(yōu)勢(shì)下正常運(yùn)作。
RAID 10巧妙的利用了RAID 0的速度以及RAID 1的保護(hù)兩種特性,不過(guò)它的缺點(diǎn)是需要的硬盤數(shù)較多,因?yàn)橹辽俦仨殦碛兴膫€(gè)以上的偶數(shù)硬盤才能使用。