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1、RaidRaid、裸容量、可用容量的概念、裸容量、可用容量的概念Raid、裸容量、可用容量的概念Raid 概念l Raid 简介简单的说，RAID 是一种把多块独立的硬盘（物理硬盘）按不同的方式组合起来形成一个硬盘组（逻辑硬盘） ，从而提供比单个硬盘更高的存储性能和提供数据备份技术。组成磁盘阵列的不同方式称为 RAID 级别（RAID Levels） 。 l RAID 0：无差错控制的带区组要实现 RAID0 必须要有两个以上硬盘驱动器，RAID0 实现了带区组，数据并不是保存在一个硬盘上，而是分成数据块保存在不同驱动器上。因为将数据分布在不同驱动器上，所以数据吞吐率大大提高，驱动器的负载也比
2、较平衡。如果刚好所需要的数据在不同的驱动器上效率最好。它不需要计算校验码，实现容易。它的缺点是它没有数据差错控制，如果一个驱动器中的数据发生错误，即使其它盘上的数据正确也无济于事了。不应该将它用于对数据稳定性要求高的场合。如果用户进行图象（包括动画）编辑和其它要求传输比较大的场合使用 RAID0 比较合适。同时，RAID 可以提高数据传输速率，比如所需读取的文件分布在两个硬盘上，这两个硬盘可以同时读取。那么原来读取同样文件的时间被缩短为 1/2。在所有的级别中，RAID 0 的速度是最快的。但是 RAID 0 没有冗余功能的，如果一个磁盘（物理）损坏，则所有的数据都无法使用。 l RAID 1
3、：镜象结构对于使用这种 RAID1 结构的设备来说，RAID 控制器必须能够同时对两个盘进行读操作和对两个镜象盘进行写操作。通过下面的结构图您也可以看到必须有两个驱动器。因为是镜象结构在一组盘出现问题时，可以使用镜象，提高系统的容错能力。它比较容易设计和实现。每读一次盘只能读出一块数据，也就是说数据块传送速率与单独的盘的读取速率相同。因为 RAID1 的校验十分完备，因此对系统的处理能力有很大的影响，通常的 RAID 功能由软件实现，而这样的实现方法在服务器负载比较重的时候会大大影响服务器效率。当您的系统需要极高的可靠性时，如进行数据统计，那么使用 RAID1 比较合适。而且 RAID1 技术
4、支持“热替换” ，即不断电的情况下对故障磁盘进行更换，更换完毕只要从镜像盘上恢复数据即可。当主硬盘损坏时，镜像硬盘就可以代替主硬盘工作。镜像硬盘相当于一个备份盘，可想而知，这种硬盘模式的安全性是非常高的，RAID 1 的数据安全性在所有的 RAID 级别上来说是最好的。但是其磁盘的利用率却只有 50%，是所有 RAID 级别中最低的。l RAID5：分布式奇偶校验的独立磁盘结构从它的示意图上可以看到，它的奇偶校验码存在于所有磁盘上，其中的 p0 代表第 0 带区的奇偶校验值，其它的意思也相同。RAID5 的读出效率很高，写入效率一般，块式的集体访问效率不错。因为奇偶校验码在不同的磁盘上，所以提
5、高了可靠性，允许单个磁盘出错。RAID 5 也是以数据的校验位来保证数据的安全，但它不是以单独硬盘来存放数据的校验位，而是将数据段的校验位交互存放于各个硬盘上。这样，任何一个硬盘损坏，都可以根据其它硬盘上的校验位来重建损坏的数据。硬盘的利用率为 n-1。 但是它对数据传输的并行性解决不好，而且控制器的设计也相当困难。RAID 3 与 RAID 5相比，重要的区别在于 RAID 3 每进行一次数据传输，需涉及到所有的阵列盘。而对于 RAID 5 来说，大部分数据传输只对一块磁盘操作，可进行并行操作。在 RAID 5 中有“写损失” ，即每一次写操作，将产生四个实际的读/写操作，其中两次读旧的数据
6、及奇偶信息，两次写新的数据及奇偶信息。 RAID-5 的话，优点是提供了冗余性（支持一块盘掉线后仍然正常运行） ，磁盘空间利用率较高（N-1/N） ，读写速度较快（N-1 倍） 。RAID5 最大的好处是在一块盘掉线的情况下，RAID 照常工作，相对于 RAID0 必须每一块盘都正常才可以正常工作的状况容错性能好多了。因此 RAID5 是 RAID 级别中最常见的一个类型。RAID5 校验位即 P 位是通过其它条带数据做异或(xor)求得的。计算公式为 P=D0xorD1xorD2xorDn，其中 p 代表校验块，Dn 代表相应的数据块，xor 是数学运算符号异或。 l RAID6：两种存储的
7、奇偶校验码的磁盘结构引入了第二种奇偶校验值，所以需要 N+2 个磁盘，同时对控制器的设计变得十分复杂，写入速度也不好，用于计算奇偶校验值和验证数据正确性所花费的时间比较多，造成了不必须的负载。其实 RAID 6 的核心就是有两份检验数据，以保证两块磁盘同时出故障的时候，也能保障数据的安全。l RAID10：高可靠性与高效磁盘结构这种结构无非是一个带区结构加一个镜象结构，因为两种结构各有优缺点，因此可以相互补充，达到既高效又高速还可以互为镜像的目的。大家可以结合两种结构的优点和缺点来理解这种新结构。这种新结构的价格高，可扩充性不好。主要用于容量不大，但要求速度和差错控制的数据库中。l Raid
8、功能1、扩大了存储能力 可由多个硬盘组成容量巨大的存储空间。 2、降低了单位容量的成本 市场上最大容量的硬盘每兆容量的价格要大大高于普及型硬盘，因此采用多个普及型硬盘组成的阵列其单位价格要低得多。 3、提高了存储速度 单个硬盘速度的提高均受到各个时期的技术条件限制，要更进一步往往是很困难的，而使用 RAID，则可以让多个硬盘同时分摊数据的读或写操作，因此整体速度有成倍地提高。4、可靠性 RAID 系统可以使用两组硬盘同步完成镜像存储，这种安全措施对于网络服务器来说是最重要不过的了。 5、容错性 RAID 控制器的一个关键功能就是容错处理。容错阵列中如有单块硬盘出错，不会影响到整体的继续使用，高
9、级 RAID 控制器还具有拯救数据功能。 6、对于 IDE RAID 来说，目前还有一个功能就是支持ATA/66/100。RAID 也分为 SCSI RAID 和 IDE RAID 两类，当然 IDE RAID 要廉价得多。如果主机主板不支持 ATA/66/100 硬盘，通过RAID 卡，则能够使用上新硬盘的 ATA/66/100 功能。l Raid 优点RAID 的采用为存储系统（或者服务器的内置存储）带来巨大利益，其中提高传输速率和提供容错功能是最大的优点。 RAID 通过同时使用多个磁盘，提高了传输速率。RAID 通过在多个磁盘上同时存储和读取数据来大幅提高存储系统的数据吞吐量（Thro
10、ughput） 。在 RAID 中，可以让很多磁盘驱动器同时传输数据，而这些磁盘驱动器在逻辑上又是一个磁盘驱动器，所以使用 RAID 可以达到单个磁盘驱动器几倍、几十倍甚至上百倍的速率。这也是RAID 最初想要解决的问题。因为当时 CPU 的速度增长很快，而磁盘驱动器的数据传输速率无法大幅提高，所以需要有一种方案解决二者之间的矛盾。RAID 最后成功了。 通过数据校验，RAID 可以提供容错功能。这是使用 RAID 的第二个原因，因为普通磁盘驱动器无法提供容错功能，如果不包括写在磁盘上的 CRC（循环冗余校验）码的话。RAID 容错是建立在每个磁盘驱动器的硬件容错功能之上的，所以它提供更高的安全性。在很多 RAID 模式中都有较为完备的相互校验/恢复的措施，甚至是直接相互的镜像备份，从而大大提高了 RAID 系统的容错度，提高了系统的稳定冗余性。l 裸容量裸容量是指所有硬盘物理容量之和，如：5 块 300G 硬盘的裸容量为5300G=1.5Tl 可用容量可用容量是指硬盘在经过 raid 技术处理之后，实际能够使用的容量，如：5 块 300G 硬盘做 raid，无热备盘，可用容量为（5-1）300G=1.2T
