1、RAID技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)上海儀電物聯(lián)技術(shù)股份有限公司上海儀電物聯(lián)技術(shù)股份有限公司n 了解了解RAID的定義與特點(diǎn)的定義與特點(diǎn)n 理解理解RAID數(shù)據(jù)組織方式和冗余原理數(shù)據(jù)組織方式和冗余原理n 熟練掌握各熟練掌握各RAID級(jí)別的原理及特性級(jí)別的原理及特性n 了解了解RAID的實(shí)現(xiàn)方式的實(shí)現(xiàn)方式n RAID的基本概念的基本概念n RAID級(jí)別級(jí)別n RAID的實(shí)現(xiàn)方式和運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)現(xiàn)方式和運(yùn)行狀態(tài) RAID的全稱 廉價(jià)磁盤冗余陣列（Redundant Array of Inexpensive Disks） RAID的定義 多個(gè)獨(dú)立的物理硬盤按照不同的方式組合起來，形成一個(gè)虛擬的硬盤

2、RAID的定義磁盤陣列的核心技術(shù) RAID技術(shù)RAIDRedundant Arrays of Inexpensive DiskRAID 技術(shù)是實(shí)現(xiàn)廉價(jià)磁盤冗余陣列的一系列方法RAID 技術(shù)RAID 技術(shù) 使用RAID技術(shù)突破了單盤容量的限制RAID 技術(shù) 使用RAID技術(shù)突破了單盤讀寫速度的限制RAID 技術(shù) RAID技術(shù)解決了什么問題 使用RAID技術(shù)解決了單個(gè)磁盤容量的限制使用RAID技術(shù)解決了單個(gè)磁盤速度的限制 使用RAID技術(shù)解決了數(shù)據(jù)可靠性問題RAID 技術(shù)RAID技術(shù)的發(fā)展過程 RAID0，磁盤條帶化，無容錯(cuò)能力RAID1，磁盤鏡像，100數(shù)據(jù)冗余RAID2，4，沒有廣泛商業(yè)化應(yīng)用

3、RAID3，并行讀寫，專用校驗(yàn)磁盤RAID5，并行讀寫，分布磁盤校驗(yàn) 軟件式與硬件式lRAID在容量和管理上的優(yōu)勢(shì)在容量和管理上的優(yōu)勢(shì)易于靈活的進(jìn)行容量擴(kuò)展“虛擬化”使可管理性極大的增強(qiáng)lRAID在性能上的優(yōu)勢(shì)在性能上的優(yōu)勢(shì)“磁盤分塊”技術(shù)帶來性能的提高lRAID在可靠性和可用性上的優(yōu)勢(shì)在可靠性和可用性上的優(yōu)勢(shì)通過冗余技術(shù)和熱備、熱換提升了可靠性RAID的優(yōu)勢(shì)RAID組織數(shù)據(jù)的基本方式分塊分塊分塊分塊分塊分塊分塊分塊條帶條帶1磁盤磁盤2磁盤磁盤3磁盤磁盤1磁盤磁盤4分區(qū)分區(qū)0分區(qū)分區(qū)1分區(qū)分區(qū)0分區(qū)分區(qū)0分區(qū)分區(qū)1分區(qū)分區(qū)0分區(qū)分區(qū)1分塊分塊分塊分塊分塊分塊分塊分塊分塊分塊分塊分塊分塊分塊分塊

4、分塊條帶條帶2條帶條帶3l并行存取方式并行存取方式適用于大型的、以長(zhǎng)時(shí)間順序訪問數(shù)據(jù)為特征的應(yīng)用l獨(dú)立存取方式獨(dú)立存取方式適用于數(shù)據(jù)存取頻繁，每筆存取數(shù)據(jù)量較小的應(yīng)用RAID存取數(shù)據(jù)的基本方式l鏡像冗余使用了磁盤鏡像技術(shù)鏡像冗余使用了磁盤鏡像技術(shù)l磁盤鏡像是一個(gè)簡(jiǎn)單的設(shè)備虛擬化技術(shù)，磁盤鏡像是一個(gè)簡(jiǎn)單的設(shè)備虛擬化技術(shù)，每個(gè)每個(gè)I/O操作都操作都會(huì)會(huì)在兩個(gè)磁盤上執(zhí)行，兩在兩個(gè)磁盤上執(zhí)行，兩個(gè)磁盤看起來就像一個(gè)磁盤一樣個(gè)磁盤看起來就像一個(gè)磁盤一樣l鏡像冗余可以提高磁盤的讀性能鏡像冗余可以提高磁盤的讀性能鏡像冗余的概念鏡像冗余的實(shí)現(xiàn)方式卷管理器卷管理器系統(tǒng)總線系統(tǒng)總線I/O總線總線子系統(tǒng)子系統(tǒng)主機(jī)主

5、機(jī)I/O控制器控制器設(shè)備設(shè)備設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序文件系統(tǒng)文件系統(tǒng)I/O請(qǐng)求請(qǐng)求鏡像器鏡像器鏡像鏡像I/O路徑路徑主磁盤主磁盤鏡像磁盤鏡像磁盤l根據(jù)冗余算法計(jì)算陣列中成員磁盤上數(shù)根據(jù)冗余算法計(jì)算陣列中成員磁盤上數(shù)據(jù)的校驗(yàn)信息，將校驗(yàn)信息保存在其他據(jù)的校驗(yàn)信息，將校驗(yàn)信息保存在其他的磁盤資源上的磁盤資源上l保證數(shù)據(jù)可靠性保證數(shù)據(jù)可靠性l和鏡像冗余相比較，校驗(yàn)冗余的開銷更和鏡像冗余相比較，校驗(yàn)冗余的開銷更小小校驗(yàn)冗余的概念XOR算法相同為假，不同為真XOR的逆操作是XORl熱備是指在不干擾當(dāng)前系統(tǒng)的正常使用熱備是指在不干擾當(dāng)前系統(tǒng)的正常使用的情況下，用系統(tǒng)中另外一個(gè)正常的備的情況下，用系統(tǒng)中另外

6、一個(gè)正常的備用磁盤頂替失效磁盤用磁盤頂替失效磁盤l熱換是指在不影響系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的情況熱換是指在不影響系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，用正常的磁盤物理替換下，用正常的磁盤物理替換RAID陣列中陣列中的失效磁盤的失效磁盤 熱備和熱換l組成組成RAID陣列的不同方式稱為陣列的不同方式稱為RAID級(jí)級(jí)別別l不同的不同的RAID級(jí)別級(jí)別不同的存儲(chǔ)性能不同的數(shù)據(jù)可靠性不同的存儲(chǔ)成本 RAID級(jí)別RAID0的工作原理lRAID0是以條帶的形式將數(shù)據(jù)均勻分布是以條帶的形式將數(shù)據(jù)均勻分布在陣列的各個(gè)磁盤上在陣列的各個(gè)磁盤上D0D1D2D3D4D5D6D7D8D9D10D11物理磁盤物理磁盤0物理磁盤物理磁盤1物理磁盤物理

7、磁盤2物理磁盤物理磁盤3條帶條帶0條帶條帶1條帶條帶2D8D4D0D11D7D3D10D6D2D9D5D1D0.RAID0的特性所需成員磁盤數(shù)所需成員磁盤數(shù)2個(gè)或更多，最低為個(gè)或更多，最低為2個(gè)個(gè)優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)極高的磁盤讀寫效率極高的磁盤讀寫效率不存在校驗(yàn)，不會(huì)占用太多不存在校驗(yàn)，不會(huì)占用太多CPU資源資源設(shè)計(jì)、使用和配置比較簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)、使用和配置比較簡(jiǎn)單缺點(diǎn)缺點(diǎn)無冗余，不能用于對(duì)數(shù)據(jù)安全性要求高的環(huán)境無冗余，不能用于對(duì)數(shù)據(jù)安全性要求高的環(huán)境適用領(lǐng)域適用領(lǐng)域視頻生成和編輯、圖像編輯視頻生成和編輯、圖像編輯其他需要大的傳輸帶寬的操作其他需要大的傳輸帶寬的操作RAID1的工作原理物理磁盤物理磁盤05物理磁

8、盤物理磁盤1D3D2D0D1D3D2D0D1D0D1D2D3D0.RAID1以鏡像為冗余方式，對(duì)虛擬磁盤上的數(shù)據(jù)做多份拷貝，放在成員磁盤上RAID1的特性所需成員磁盤數(shù)所需成員磁盤數(shù)2N個(gè)，（個(gè)，（N1），最低為），最低為2個(gè)個(gè)優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)具有具有100數(shù)據(jù)冗余，提供最高的數(shù)據(jù)安全保障數(shù)據(jù)冗余，提供最高的數(shù)據(jù)安全保障理論上可以實(shí)現(xiàn)理論上可以實(shí)現(xiàn)2倍的讀取效率倍的讀取效率設(shè)計(jì)和使用比較簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)和使用比較簡(jiǎn)單缺點(diǎn)缺點(diǎn)開銷大，空間利用率只有開銷大，空間利用率只有50在寫性能方面提升不大在寫性能方面提升不大適用領(lǐng)域適用領(lǐng)域財(cái)務(wù)、金融等高可用、高安全的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)環(huán)境財(cái)務(wù)、金融等高可用、高安全的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)環(huán)境RA

9、ID5的工作原理D0D1D2D3D4D5D6D7D8D9D10D11物理磁盤物理磁盤0物理磁盤物理磁盤1物理磁盤物理磁盤2物理磁盤物理磁盤3條帶條帶0條帶條帶1條帶條帶2P3D6D3D05D11D8D5P0D10D7P1D2D9P2D4D1D0.條帶條帶3RAID5采用獨(dú)立存取的陣列方式，校驗(yàn)信息被均勻的分散到陣列的各個(gè)磁盤上RAID5的特性所需成員磁盤數(shù)所需成員磁盤數(shù)3個(gè)或更多，最低為個(gè)或更多，最低為3個(gè)個(gè)優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)讀性能比較高讀性能比較高中等的寫性能中等的寫性能校驗(yàn)信息的分布式存取，避免出現(xiàn)寫操作的瓶頸校驗(yàn)信息的分布式存取，避免出現(xiàn)寫操作的瓶頸缺點(diǎn)缺點(diǎn)控制器設(shè)計(jì)復(fù)雜控制器設(shè)計(jì)復(fù)雜磁盤重建的過程比較復(fù)雜磁盤重建的過程比較復(fù)雜適用領(lǐng)域適用領(lǐng)域文件服務(wù)器、文件服務(wù)器、Email服務(wù)器、服務(wù)器、Web服務(wù)器等環(huán)境服務(wù)器等環(huán)境數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用常用RAID級(jí)別的比較RAID級(jí)別級(jí)別RAID0RAID1RAID3RAID5RAID10別名別名條帶條帶鏡像鏡像專用奇偶專用奇偶位條帶位條帶分布奇偶位分布奇偶位條帶條帶鏡像陣列條鏡像陣列條帶帶容錯(cuò)性容錯(cuò)性無無有有有有有有有有冗余類型冗余類型無無鏡像鏡像奇偶校驗(yàn)奇偶校驗(yàn)奇偶校驗(yàn)奇偶校驗(yàn)鏡像鏡像備盤備盤無無有有有有有有有有讀性能讀性能高高低低高高高高中間中間隨機(jī)寫性能隨機(jī)寫性能高高低低最低最低低低中間中間連續(xù)寫性