raid

1、RAID級(jí)別的介紹與選擇依據(jù)RAID在市場(chǎng)上的的應(yīng)用，已經(jīng)不是新鮮的事兒了，很多人都大略了解RAID的基本觀念，以及各個(gè)不RAIDLEVEL的區(qū)分。但是在實(shí)際應(yīng)用面，我們發(fā)現(xiàn)，有很多使用者對(duì)于選擇一個(gè)合適的RAIDLEVEL，仍然無(wú)法很確切的掌握，尤其是對(duì)于RAID01(10)，RAID3，RAID5之間的選擇取舍，更是舉棋不定。下面將針對(duì)RAID0110、RAID3以及RAID5的工作原理和特性，作一些分析和比較，以列出這些不同RAI

2、D階層所適合的應(yīng)用，對(duì)使用者能有原則性的幫助。RAID條帶“striped”的存取模式在使用數(shù)據(jù)條帶(DataStripping)的RAID系統(tǒng)之中，對(duì)成員磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的存取方式，可分為兩種：并行存取ParalleledAccess獨(dú)立存取dependentAccessRAID2和RAID3是采取并行存取模式。RAID0、RAID4、RAID5及RAID6則是采用獨(dú)立存取模式。平行存取模式并行存取模式支持里，是把所有磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的主軸馬達(dá)作

3、精密的控制，使每個(gè)磁盤(pán)的位置都彼此同步，然后對(duì)每一個(gè)磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器作一個(gè)很短的IO數(shù)據(jù)傳送，如此一來(lái)，從主機(jī)來(lái)的每一個(gè)IO指令，都平均分布到每一個(gè)磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器。為了達(dá)到并行存取的功能，RAID中的每一個(gè)磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，都必須具備幾乎完全相同的規(guī)格：轉(zhuǎn)速必須一樣；磁頭搜尋速度AccessTime必須相同；Buffer或Cache的容量和存取速度要一致；CPU處理指令的速度要相同；IOChannel的速度也要一樣?？偠灾貌⑿写嫒∧Ｊ?，RAI

4、D中所有的成員磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，應(yīng)該使用同一廠牌，相同型號(hào)的磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器。并行存取的基本工作原理假設(shè)RAID中共有四部相同規(guī)格的磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，分別為磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器A、B、C和D，我們?cè)诎褧r(shí)間軸略分為T(mén)0、T1、T2、T3和T4：T0：RAID控制器將第一筆數(shù)據(jù)傳送到A的Buffer，磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器B、C和D的Buffer都是空的，在等待中；T1：RAID控制器將第二筆數(shù)據(jù)傳送到B的Buffer，A開(kāi)始把Buffer中的數(shù)據(jù)寫(xiě)入扇區(qū)，磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器C和D的Bu

5、ffer都是空的，在等待中；T2：RAID控制器將第三筆數(shù)據(jù)傳送到C的Buffer，B開(kāi)始把Buffer中的數(shù)據(jù)寫(xiě)入扇區(qū)，A已經(jīng)完成寫(xiě)入動(dòng)作，磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器D和A的Buffer都是空的，在等待中；T3：RAID控制器將第四筆數(shù)據(jù)傳送到D的Buffer，C開(kāi)始把Buffer中的數(shù)據(jù)寫(xiě)入扇區(qū)，B已經(jīng)完成寫(xiě)入動(dòng)作，磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器A和B的Buffer都是空的，在等待中；T4：RAID控制器將第五筆數(shù)據(jù)傳送到A的Buffer，D開(kāi)始把Buffer中的數(shù)據(jù)

6、寫(xiě)入扇區(qū)，C已經(jīng)完成寫(xiě)入動(dòng)作，磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器B和C的Buffer都是空的，在等待中；如此一直循環(huán)，一直到把從主機(jī)來(lái)的這個(gè)IO指令處理完畢，RAID控制器才會(huì)受處理下一個(gè)IO指令。重點(diǎn)是在任何一個(gè)磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器準(zhǔn)備好把數(shù)據(jù)寫(xiě)入扇區(qū)時(shí)，該目的扇區(qū)必須剛剛好轉(zhuǎn)到磁頭下。同時(shí)RAID控制器每依次傳給一個(gè)磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，也必須剛剛好，配合磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的轉(zhuǎn)速，否則一旦發(fā)生miss，RAID性能就大打折扣。并行存取RAID的最佳應(yīng)用并行存取RAID之架構(gòu)

7、，以其精細(xì)的馬達(dá)控制和分布之?dāng)?shù)據(jù)傳輸，將數(shù)組中每一個(gè)磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的性能發(fā)揮到最大，同時(shí)充分利用StageBus的頻寬，因此特別適合應(yīng)用在大型、數(shù)據(jù)連續(xù)的檔案存取應(yīng)用，例如：影像、視訊檔案服務(wù)器接下來(lái)，我們分別針對(duì)RAID3、RAID5以及RAID01RAID10作深入的討論。RAID3特點(diǎn)與應(yīng)用RAID3是將數(shù)據(jù)先做X運(yùn)算，產(chǎn)生ParityData后，在將數(shù)據(jù)和ParityData以并行存取模式寫(xiě)入成員磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器中，因此具備并行存取模式的

8、優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。進(jìn)一步來(lái)說(shuō)，RAID3每一筆數(shù)據(jù)傳輸，都更新整個(gè)Stripe即每一個(gè)成員磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器相對(duì)位置的數(shù)據(jù)都一起更新，因此不會(huì)發(fā)生需要把部分磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器現(xiàn)有的數(shù)據(jù)讀出來(lái)，與新數(shù)據(jù)作X運(yùn)算，再寫(xiě)入的情況發(fā)生這個(gè)情況在RAID4和RAID5會(huì)發(fā)生，一般稱之為Read、Modify、WriteProcess，我們姑且譯為為讀、改、寫(xiě)過(guò)程。因此，在所有RAID級(jí)別中，RAID3的寫(xiě)入性能是最好的。RAID3的ParityData一般都是存放在一

9、個(gè)專屬的ParityDisk，但是由于每筆數(shù)據(jù)都更新整個(gè)Stripe，因此，RAID3的ParityDisk并不會(huì)如RAID4的ParityDisk，會(huì)造成存取的瓶頸。RAID3的并行存取模式，需要RAID控制器特別功能的支持，才能達(dá)到磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器同步控制，而且上述寫(xiě)入性能的優(yōu)點(diǎn)，以目前的Caching技術(shù)，都可以將之取代，因此一般認(rèn)為RAID3的應(yīng)用，將逐漸淡出市場(chǎng)。RAID3以其優(yōu)越的寫(xiě)入性能，特別適合用在大型、連續(xù)性檔案寫(xiě)入為主的應(yīng)

10、用，例如繪圖、影像、視訊編輯、多媒體、數(shù)據(jù)倉(cāng)儲(chǔ)、高速數(shù)據(jù)擷取等等。RAID4特點(diǎn)與應(yīng)用RAID4是采取獨(dú)立存取模式，同時(shí)以單一專屬的ParityDisk來(lái)存放ParityData。RAID4的每一筆傳輸Strip資料較長(zhǎng)，而且可以執(zhí)行OverlappedIO，因此其讀取的性能很好。但是由于使用單一專屬的ParityDisk來(lái)存放ParityData，因此在寫(xiě)入時(shí)，就會(huì)造成很大的瓶頸。因此，RAID4并沒(méi)有被廣泛地應(yīng)用。RAID5特點(diǎn)與應(yīng)

11、用RAID5也是采取獨(dú)立存取模式，但是其ParityData則是分散寫(xiě)入到各個(gè)成員磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，因此，除了具備OverlappedIO多任務(wù)性能之外，同時(shí)也脫離如RAID4單一專屬ParityDisk的寫(xiě)入瓶頸。但是，RAID5在做資料寫(xiě)入時(shí)，仍然稍微受到“讀、改、寫(xiě)過(guò)程“的拖累。由于RAID5可以執(zhí)行OverlappedIO多任務(wù)，因此當(dāng)RAID5的成員磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器數(shù)目越多，其性能也就越高，因?yàn)橐粋€(gè)磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器再一個(gè)時(shí)間只能執(zhí)行一個(gè)Thre

12、ad，所以磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器越多，可以O(shè)verlapped的Thread就越多，當(dāng)然性能就越高。但是反過(guò)來(lái)說(shuō)，磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器越多，數(shù)組中可能有磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器故障的機(jī)率就越高，整個(gè)數(shù)組的可靠度，或MTDL(MeanTimetoDataLoss)就會(huì)降低。由于RAID5將ParityData分散存在各個(gè)磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，因此很符合X技術(shù)的特性。例如，當(dāng)同時(shí)有好幾個(gè)寫(xiě)入要求發(fā)生時(shí)，這些要寫(xiě)入的數(shù)據(jù)以及ParityData可能都分散在不同的成員磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，因此RAI

13、D控制器可以充分利用OverlappedIO，同時(shí)讓好幾個(gè)磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器分別作存取工作，如此，數(shù)組的整體性能就會(huì)提高很多?；旧蟻?lái)說(shuō)，多人多任務(wù)的環(huán)境，存取頻繁，數(shù)據(jù)量不是很大的應(yīng)用，都適合選用RAID5架構(gòu)，例如企業(yè)檔案服務(wù)器、WEB服務(wù)器、在線交易系統(tǒng)、電子商務(wù)等應(yīng)用，都是數(shù)據(jù)量小，存取頻繁的應(yīng)用。RAID01RAID10RAID01RAID10，綜合了RAID0和RAID1的優(yōu)點(diǎn)，適合用在速度需求高，又要完全容錯(cuò)。RAID0和RAID