详解RAID控制器重点知识

本人很喜欢RAID控制器，在工作中也很喜欢总结关于RAID控制器的经验教训，下面就这个问题来详细说说吧。前面各个小节阐述了关于RAID的几个基本概念，可以帮助你更好的理解下面的内容。现在我就来介绍一下RAID的标准组成形式（RAID levels）。部分公司自己开发的RAID形式不在此列。这些只是单一的RAID形式，这些形式可以通过不同的方式组合成结构更复杂、功能更多的的 RAID。后面的小节我还会谈到。
◆RAID 0：
这是最简单的RAID模式，它仅仅有Striping功能而没有数据冗余功能，所以不适于数据稳定性敏感的应用。在各个单一RAID形式中它提供了最快的性能，也是造价最低的——只要两块硬盘、一个RAID控制器，不需要额外存储设备就可以了。不会因为要在硬盘上存储同样的数据而浪费空间。RAID0 因为其相对低廉的造价和明显的性能提升在主流市场上已经流行起来。以前多是SCSI接口，对于个人用户价格仍然不菲，不过随着近来价格更低廉的 IDE/ATA解决方案的实现，已经为很多个人用户应用了。RAID 0可以看成是通过RAID控制器把多个硬盘当成一个容量更大、速度更快的硬盘来使用，所以任何一个硬盘出问题都可能造成整个阵列的数据丢失。
◆RAID 1：
RAID 1其实就是镜像技术的实现。简单工作原理就是把相同的数据备份存放在两个驱动器，当一个驱动器出现故障，另一个仍然可以维持系统的正常运转。当然恢复故障驱动器也是非常简单的，只要把数据完好的备份拷贝到正常的硬盘上就可以了。数据冗余的换来的是数据的安全。有的RAID 1通过增加一个RAID控制器来提高容错能力。所以对于关键数据来将，这将是最好的选择。不过RAID 1对于系统的性能提高很小。它的相对低廉的价格和易用的特点使它已经成为RAID控制器的主流之一。
◆RAID 2：
利用汉明校验码（Hamming code ECC.）实现字节层Striping技术。这个技术类似于奇偶校验但是并不完全相同。数据以字节为单位被分割并存储在硬盘以及ECC盘上——每当在阵列上写入数据，利用汉明校验规则生成的汉明码就写在了ECC盘，当从阵列中读取数据的时候，汉明码就被用来检验数据写入阵列之后是否被更改过。单字节的错误也能被简测出来并且立即修正过来。不过这种模式所需的RAID控制器价格昂贵，所以至今这种应用几乎没有。
◆RAID 3：
利用专门奇偶校验实现的字节层Striping技术。换句话说，就是应用延展技术将数据分布到阵列的各个驱动器上，同时用专门的驱动器存储用于校验的冗余信息。这种形式的优点就是既通过延展技术提高了性能，又利用专门奇偶校验驱动器容纳冗余信息，以保证数据的安全。一般至少需要3块硬盘：两块用于延展，一块做为专门奇偶校验驱动器。不过虽然利用Striping技术提高的性能，可以因为奇偶校验在写入数据时又抵消了一部分性能——因为校验信息同时也需要写入校验驱动器。因为需要进行大量的计算，所以需要硬件RAID控制器，软件RAID几乎没有什么实际意义。 RAID 3因为Striping容量小，所以适于经常处理大文件的应用。
◆RAID 4：
RAID 4同RAID 3很相似。唯一的区别就是使用区块Striping技术（block level striping），而不是使用的字节层Striping技术（byte level striping）。优点是可以通过更改延展容量大小来适用于不同应用。RAID 4也可以看作是RAID 3和RAID 5的混和——既有RAID 3专门奇偶校验驱动器，也有RAID 5的块层Striping技术。它仍然需要硬件RAID控制器。奇偶校验过程还是会降低一些性能。
◆RAID 5： RAID 5使用区块Striping技术和分布式奇偶校验来实现。它主要针对专门奇偶校验驱动器所带来的瓶颈而产生的解决方案。利用分布式奇偶校验运算法则，把数据和校验数据写在所有的驱动
器中。本技术的要旨在于相对于块数据产生校验块（parity blocks）同时存储于阵列当中——解决了需要专门的校验驱动器所带来的瓶颈问题。不过，校验信息是在写入过程中计算出来的，所以对于写入性能仍有影响。当一个硬盘驱动器出现故障，可以从其它的驱动器之中的数据块分离出校验信息从而恢复数据。由于分布式校验本身属性，恢复数据会比其它的形式复杂。 RAID 5也可以通过更改Striping size的大小来满足不同应用的需要，她也需要硬件RAID控制器。RAID 5是目前最流行的RAID应用形式，因为它综合最好的性能、冗余能力、存储能力为一体。当然价格也是不菲的。
◆JBOD：
JBOD（Just Bundle Of Disks）是“简单磁盘捆绑”的意思，也被称为Span。严格的来说，JBOD不是标准的RAID Level，它是在近几年被一些厂家提出并被广泛采用的技术。Span是在逻辑上把几个物理磁盘一个接一个串联到一起，从而提供一个大的逻辑磁盘。 Span上的数据简单地从第一个磁盘开始存储，当第一个磁盘的存储空间用完后，再依次从后面的磁盘开始存储数据。Span存取性能完全等同于对单一磁盘的存取操作。它不提供数据安全保障，它只是简单地提供一种利用磁盘空间的方法，Span的存储容量等于组成Span的所有磁盘的容量的总和。

闲来客栈  发表于: 2010-01-12