RAID原理
日期：2007年5月8日 作者： 查看:[
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RAID 3
RAID 3的数据储存及存取方式都和RAID 2一样,但在安全方面以奇偶校验(parity check)取代海明码做错误校正及检测,所以只需要一个额外的校检磁盘(parity disk)。 奇偶校验值的计算是以各个磁盘的相对应位作XOR的逻辑运算,然后将结果写入奇偶校 验磁盘,任何数据的修改都要做奇偶校验计算,如图:
如某一磁盘故障,换上新的磁盘后,整个磁盘阵列(包括奇偶校验磁盘)需重新计算一次, 将故障磁盘的数据恢复并写入新磁盘中;如奇偶校验磁盘故障,则重新计算奇偶校验值, 以达容错的要求.较之RAID 1及RAID 2,RAID 3有85%的磁盘空间利用率,其性能比RAID 2稍差,因为要 做奇偶校验计算;共轴同步的平行存取在读档案时有很好的性能,但在写入时较慢,需要 重新计算及修改奇偶校验磁盘的内容。RAID 3和RAID 2有同样的应用方式,适用大档 案及大量数据输出入的应用,并不适用于PC及网络服务器。
RAID 4
RAID 4也使用一个校验磁盘,但和RAID 3不一样,如图:
RAID 4是以扇区作数据分段,各磁盘相同位置的分段形成一个校验磁盘分段(parity block),放在校验磁盘。这种方式可在不同的磁盘平行执行不同的读取命今,大幅提高磁 盘阵列的读取性能;但写入数据时,因受限于校验磁盘,同一时间只能作一次,启动所有 磁盘读取数据形成同一校验分段的所有数据分段,与要写入的数据做好校验计算再写 入。即使如此,小型档案的写入仍然比RAID 3要快,因其校验计算较简单而非作位(bit level)的计算;但校验磁盘形成RAID 4的瓶颈,降低了性能,因有RAID 5而使得RAID 4 较少使用。
RAID 5 RAID5避免了RAID 4的瓶颈,方法是不用校验磁盘而将校验数据以循环的方式放在每一 个磁盘中,如下图:
磁盘阵列的第一个磁盘分段是校验值,第二个磁盘至后一个磁盘再折回第一个磁盘的分 段是数据,然后第二个磁盘的分段是校验值,从第三个磁盘再折回第二个磁盘的分段是 数据,以此类推,直到放完为止。图中的第一个parity block是由A0,A1...,B1,B2计算 出来,第二个parity block是由B3,B4,...,C4,D0计算出来,也就是校验值是由各磁盘 同一位置的分段的数据所计算出来。这种方式能大幅增加小档案的存取性能,不但可同 时读取,甚至有可能同时执行多个写入的动作,如可写入数据到磁盘1而其parity block在磁盘2,同时写入数据到磁盘4而其parity block在磁盘1,这对联机交易处理 (OLTP,On-Line Transaction Processing)如银行系统、金融、股市等或大型数据库的 处理提供了最佳的解决方案(solution),因为这些应用的每一笔数据量小,磁盘输出入 频繁而且必须容错。
事实上RAID 5的性能并无如此理想,因为任何数据的修改,都要把同一parityblock的 所有数据读出来修改后,做完校验计算再写回去,也就是RMW cycle(Read-Modify-Write cycle,这个cycle没有包括校验计算);正因为牵一而动全身,所以: R:N(可同时读取所有磁盘) W:1(可同时写入磁盘数) S:N-1(利用率)
RAID 5的控制比较复杂,尤其是利用硬件对磁盘阵列的控制,因为这种方式的应用比其 他的RAID level要掌握更多的事情,有更多的输出入需求,既要速度快,又要处理数据, 计算校验值,做错误校正等,所以价格较高;其应用最好是OLTP,至于用于图像处理等, 不见得有最佳的性能。
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