RAID技术 详解

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RAID术语 RAID术语
RAID技术及应用 技术及应用
Disk Striping
File
Disk Striping
将数据按照一定大小分成多个数据 块，这些数据块可以被分别存放在 不同的物理盘上 系统在从特定硬盘读取数据时可以 通知下个目标盘准备数据 提高系统读写数据的性能
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RAID术语 RAID术语
RAID技术及应用 技术及应用
Hot Swap
Hot Swap
处于运行状态的磁盘阵列子系统当出 现单个物理盘失效的情况时，采用新 现单个物理盘失效的情况时， 硬盘将失效物理盘在线替换，同时保 硬盘将失效物理盘在线替换， 证系统稳定运行 只有RAID级别为 、3、5、10、30、 级别为1、 、 、 、 、 只有 级别为 50的阵列才提供该功能。 的阵列才提供该功能。 的阵列才提供该功能
磁盘0 磁盘0 A0 A4 ... 4N4N-3
磁盘1 磁盘1 A1 A5 ... 4N4N-2
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磁盘2 磁盘2 A2 A6 ... 4N4N-1
磁盘3 磁盘3 A3 A7 ... 4N
RAID 0系统的工作原理 系统的工作原理
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RAID技术的实现 RAID技术的实现
RAID技术及应用 技术及应用
IDE（Intergraded drive electronics) （
现在PC机使用的主流硬盘接口 现在 机使用的主流硬盘接口
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RAID技术及应用 技术及应用
IDE RAID
基于IDE接口的RAID 应用产品称为IDE 基于IDE接口的RAID 应用产品称为IDE RAID IDE接口的
Disk Spanning
数据跨盘技术使多个硬盘像一个硬盘那 样工作 用廉价的资源来突破现有硬盘空间限制 最大限度的利用磁盘空间 不能改善硬盘的可靠性和速度 JBOD (Just A Bunch Of Disks)
100MB 300MB
File 1200M
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B
1 2
400MB
3
400MB
与SCSI RAID相比有及具竞争力的性价比 为中低端应用的服务器产品提供更强的数据处理和数据保护以及 较高的性能价格比 支持RAID 0，1，0+1，5
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RAID技术及应用 技术及应用
SCSI RAID
基于SCSI接口的RAID 应用产品称为SCSI 基于SCSI接口的RAID 应用产品称为SCSI RAID SCSI接口的
为什么用RAID卡
用户对磁盘系统的四大要求
增加磁盘I/O存取速度 增加磁盘 存取速度 数据安全性要求，及容错（ 数据安全性要求，及容错（Fault tolerance）的能力 ） 有效的利用磁盘空间 分担主机CPU的I/O事务 的 事务 分担主机 降低内存及磁盘的性能差异 提高计算机的整体工作性能
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基本磁盘如果要改变分区容量就会丢失全部数据（ 基本磁盘如果要改变分区容量就会丢失全部数据（当 然也有一些特殊的磁盘工具软件可以改变分区而不会 破坏数据）。 破坏数据）。 比如？ 动态磁盘在不重新启动计算机的情况下可更改磁盘容 量大小，而且不会丢失数据 量大小，
PQMagic
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RAID技术及应用 技术及应用
RAID Levels— RAID 1
RAID1
Mirroring 使磁盘读取的效率增加， 使磁盘读取的效率增加，但写入的效率降低 通过数据直接备份具有容错能力
磁盘0 磁盘0 A0 A1 ... N
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磁盘1 磁盘1 A0 A1 ... N
RAID 1工作原理图示 工作原理图示
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RAID技术的实现 RAID技术的实现
RAID技术及应用 技术及应用
RAID Levels— RAID 50
Two RAID 5’s Striped
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RAID技术及应用 技术及应用
讲座内容
RAID术语 RAID技术的实现 IDE RAID与SCSI RAID技术及应用 磁盘阵列操作演示 常用RAID卡产品介绍 问题与讨论
RAID技术的实现 RAID技术的实现
RAID技术及应用 技术及应用
RAID Levels— RAID 3
RAID3
Striping with Dedicated Parity Drive 有校验数据， 有校验数据，提供数据容错能力 当单个硬盘失效时，会产生奇偶盘I/O瓶颈效应 当单个硬盘失效时，会产生奇偶盘 瓶颈效应
RAID技术及应用 技术及应用
RAID Levels— RAID 10
Two RAID 1’s Striped
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RAID 1+0工作原理图示 工作原理图示
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RAID技术的实现 RAID技术的实现
RAID技术及应用 技术及应用
RAID Levels— RAID 30
Two RAID 3’s Striped
磁盘0 磁盘0 A0 P1 A3 ... 4N4N-3
磁盘1 磁盘1 A1 P2 A4 ... 4N4N-2
磁盘2 磁盘2 A2 A5 ... 4N4N-1
磁盘3 磁盘3 P1 P2 ... PN
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RAID Levels— RAID4
RAID4
Independent Data disks with shared Parity disk 独立的数据硬盘与共享的校验硬盘） （独立的数据硬盘与共享的校验硬盘）
RAID是将同一阵列中的多个磁盘视为单一的虚拟磁盘， RAID是将同一阵列中的多个磁盘视为单一的虚拟磁盘，数据是以分段 是将同一阵列中的多个磁盘视为单一的虚拟磁盘 的方式顺序存放于磁盘阵列中。 的方式顺序存放于磁盘阵列中。
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RAID术语 RAID术语Biblioteka RAID技术及应用 技术及应用
Disk Spanning
按块存储可以保证块的完整，不受因分条带存储在其他硬盘 按块存储可以保证块的完整 ， 上而可能产生的不利影响（比如当其他多个硬盘损坏时， 上而可能产生的不利影响 （ 比如当其他多个硬盘损坏时 ， 数 据就完了） 据就完了）。
由于RAID 4 在写入时要等一个硬盘写完后才能写一下个，并且还要 在写入时要等一个硬盘写完后才能写一下个， 由于 写入校验数据所以写入效率比较差， 写入校验数据所以写入效率比较差 ， 读取时也是一个硬盘一个硬盘 的读， 的读，
多个I/O并行操作，设备传输速度快； 可扩展性好，最多可连接15个外部scsi设备； 支持RAID级别多，RAID0、RAID1、RAID10、RAID3、RAID5、RAID30、 RAID50、JBOD等； 支持Hotspare,在线热插拔，性能更稳定、可靠性更好；
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RAID技术及应用 技术及应用
RAID0
Striping 数据以分段（ Byte）的方式放在磁盘阵列中，没有校验数据。 数据以分段（1K - 8M Byte）的方式放在磁盘阵列中，没有校验数据。 没有容错能力，同一通道4个1GB的硬盘做RAID0的效率是1个4GB硬盘的3没有容错能力，同一通道4 GB的硬盘做RAID0的效率是1 GB硬盘的3 的硬盘做RAID 硬盘的 3.5倍；
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RAID技术及应用 技术及应用
SCSI 与IDE
SCSI(Small Computer System Interface)
定义了一种输入/输出总线和逻辑接口， 定义了一种输入 输出总线和逻辑接口，主要目标是提供一种设备 输出总线和逻辑接口 独立的机制用来连接主机和访问设备。 独立的机制用来连接主机和访问设备。
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RAID术语 RAID术语
RAID技术及应用 技术及应用
Parity
Parity
来自多个物理磁盘上的数据通过异或(XOR)操作运算产生的冗余奇偶数 操作运算产生的冗余奇偶数 来自多个物理磁盘上的数据通过异或 据 当单个硬盘失效时， 当单个硬盘失效时 ， 这些冗余数据能够通过与其它物理磁盘上的数据进 行异或(XOR)操作而恢复由于硬盘失效而丢失的数据 行异或 操作而恢复由于硬盘失效而丢失的数据 产生的冗余数据可以被存放于一个专作奇偶校验用的硬盘上， 产生的冗余数据可以被存放于一个专作奇偶校验用的硬盘上，也可以将 这些奇偶校验数据分散分布在磁盘阵列的全部硬盘中 产生和存储奇偶校验数据需要一些额外的操作， 产生和存储奇偶校验数据需要一些额外的操作，目前产生奇偶校验数据 有两种方式：硬件生成和软件计算。 有两种方式：硬件生成和软件计算。
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RAID术语 RAID术语
RAID技术及应用 技术及应用
Disk Mirroring
Disk Mirroring
将相同的数据同时写入多个硬 盘中 当某个物理硬盘失效时， 提供 当某个物理硬盘失效时 ， 数据资料的保护能力 降低系统写数据的性能 File
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RAID技术的实现 RAID技术的实现
RAID技术及应用 技术及应用
RAID Levels— RAID 5
RAID5
Striping with Distributed Parity 有校验数据， 有校验数据，提供数据容错能力 校验值分散在各个盘的不同位置， 相当程度的分散了负载，故有较 分散在各个盘的不同位置， 相当程度的分散了负载， 分散在各个盘的不同位置 好的性能，尤其是对小型数据。RAID5 好的性能，尤其是对小型数据。RAID5适用于银行和股市的联机交易 系统（OLTP） 系统（OLTP）。 磁盘0 磁盘0 P1 P1 A4 ... 4N-3 4N磁盘1 磁盘1 A0 P2 ... 4N-2 4N磁盘2 磁盘2 A1 A5 ... 4N-1 4NPage 21
RAID技术及应用 技术及应用
IDE RAID 卡
将若干IDE硬盘做成一个或几个阵列盘，提高了系统中磁盘I/O的性能， 将若干IDE硬盘做成一个或几个阵列盘，提高了系统中磁盘I/O的性能， IDE硬盘做成一个或几个阵列盘 I/O的性能 并且使磁盘系统具有数据镜像的安全保护功能。 并且使磁盘系统具有数据镜像的安全保护功能。 具有可管理性，在操作系统支持下，管理软件可监控阵列的状态， 具有可管理性，在操作系统支持下，管理软件可监控阵列的状态，添 加和删除阵列，在线数据恢复等； 加和删除阵列，在线数据恢复等； 最多支持4个硬盘，可实现RAID 0、1、0+1 QW1060、1600B应用了IDE RAID卡 2100主板集成 主板集成IDE QW1060、1600B应用了IDE RAID卡，2100主板集成IDE RAID 控制器 应用了
RAID 技术
Version 2.0
RAID技术及应用 技术及应用
我们的目标
什么是RAID？ 什么是 ？ RAID技术是怎样实现数据保护的？ 技术是怎样实现数据保护的？ 技术是怎样实现数据保护的 RAID技术带给用户什么价值？ 技术带给用户什么价值？ 技术带给用户什么价值
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RAID技术及应用 技术及应用
磁盘3 磁盘3 A2 A6 ... PN
磁盘4 磁盘4 A3 A7 ... 4N
RAID-5工作原理 工作原理
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RAID5E / RAID5EE
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RAID-5 正常时
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RAID-5受损时 受损时
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RAID-5重建 重建
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RAID技术的实现 RAID技术的实现
讲座内容
磁盘基本知识：基本磁盘与动态磁盘 RAID术语 RAID术语 RAID技术的实现 RAID技术的实现 RAID与 RAID技术及应用 IDE RAID与SCSI RAID技术及应用 常用RAID卡产品介绍 常用RAID卡产品介绍 RAID 问题与讨论
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磁盘基本知识
基本磁盘与动态磁盘
讲座内容
RAID术语 RAID技术的实现 IDE RAID与SCSI RAID技术及应用 磁盘阵列操作演示 常用RAID卡产品介绍 问题与讨论
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RAID术语 RAID术语
RAID技术及应用 技术及应用
RAID技术的定义
RAID
Redundant Array of Independent Disks
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RAID技术及应用 技术及应用
讲座内容
RAID术语 RAID技术的实现 IDE RAID与SCSI RAID技术及应用 磁盘阵列操作演示 常用RAID卡产品介绍 问题与讨论
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RAID技术的实现 RAID技术的实现
RAID技术及应用 技术及应用
RAID Levels— RAID 0