RAID技术-PPT
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RAID存储可靠性技术详解PPT
第34页
Volume & LUN
Volume即卷，是存储系统内部管理对象。 LUN是可以直接映射给主机读写的存储单元，是Volume对象
的对外体现。
server
LUN
Volume Storage
第35页
本章总结
本章主要介绍了：
RAID技术的概念，原理以及RAID类型 RAID 2.0+的技术原理
第28页
Disk Group (DG)
Disk Group (DG)即硬盘组，由硬盘域内相同类型的多个硬盘组成的集合，硬盘类型 包括SSD、SAS和NL-SAS三种。
SSD
硬盘 类型
SAS
NL-SAS
第29页
LD（逻辑磁盘）
Logical Drive (LD)即逻辑磁盘，是被存储系统所管理的硬盘，和物理硬盘一一对应。
第16页
RAID 5的数据读取
D5 D4 D3 D2 D1 D0
逻辑硬盘
D0, D1, D2, D3, D4, D5
驱动器1 P2 D2 D0
驱动器2 D4 P1 D1
驱动器3 D5 D3 P0
第17页
RAID 6概述
RAID 6
具有两种校验算法的RAID类型 需要至少N+2(N>2)个硬盘来构成阵列，一般用在数据可靠性、可用性要求极高的应用场
RAID存储可靠性技术详解
前言
本章主要讲述了传统RAID技术，RAID 2.0+技术。 本章还讲述了这些技术对于数据保护方面的作用。
第1页
RAID的基本概念和实现方式
RAID：redundant array of independent disks
独立硬盘冗余阵列，也被称为RAID
Volume & LUN
Volume即卷，是存储系统内部管理对象。 LUN是可以直接映射给主机读写的存储单元，是Volume对象
的对外体现。
server
LUN
Volume Storage
第35页
本章总结
本章主要介绍了：
RAID技术的概念，原理以及RAID类型 RAID 2.0+的技术原理
第28页
Disk Group (DG)
Disk Group (DG)即硬盘组，由硬盘域内相同类型的多个硬盘组成的集合，硬盘类型 包括SSD、SAS和NL-SAS三种。
SSD
硬盘 类型
SAS
NL-SAS
第29页
LD（逻辑磁盘）
Logical Drive (LD)即逻辑磁盘，是被存储系统所管理的硬盘，和物理硬盘一一对应。
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RAID 5的数据读取
D5 D4 D3 D2 D1 D0
逻辑硬盘
D0, D1, D2, D3, D4, D5
驱动器1 P2 D2 D0
驱动器2 D4 P1 D1
驱动器3 D5 D3 P0
第17页
RAID 6概述
RAID 6
具有两种校验算法的RAID类型 需要至少N+2(N>2)个硬盘来构成阵列，一般用在数据可靠性、可用性要求极高的应用场
RAID存储可靠性技术详解
前言
本章主要讲述了传统RAID技术，RAID 2.0+技术。 本章还讲述了这些技术对于数据保护方面的作用。
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RAID的基本概念和实现方式
RAID：redundant array of independent disks
独立硬盘冗余阵列，也被称为RAID
RAID技术 详解
4
Page 7
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
1 2 3 4 1 2 3 4
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
Page 13
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
Page 14
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
Page 32
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
RAID技术精品PPT课件
RAID 0: Striped Disk Array without Fault Tolerance
RAID Level 0 requires a minimum of 2 drives to implement
5
RAID (II)
RAID Level 1
Characteristics/Advantages
Multiple small requests to be serviced in parallel
RAID needs a fault-tolerance mechanism to allow a disk failure without losing the information kept in the failed disk
RAID
Physical Placement of Data (V)
Data Striping
Distribute the data among the disks so that it can be fetched from as many disks as possible in parallel
RAID – Redundant Arrays of Inexpensive Disks
2
Physical Placement of Data (VI)
RAIDs
Three reasons of the high performance
Data from each disk can be fetched at the same time, increasing the disk bandwidth
I/O performance is greatly improved by spreading the I/O load across many channels and drives
RAID0、RAID1详解
逻辑磁盘
写入数据块D2,D3… 写入数据块D1 写入数据块D0
D0,D1,D2,D3,D4,D5
磁盘0
磁盘1
D4
D5
D2
D3
D0
D1
无数据冗余的条带化阵列
精选ppt课件
14
RAID 0工作原理-数据读取
D5 D4 D3 D2 D1 D0
逻辑磁盘
读取数据块D2，D3… 读取数据块D1 读取数据块D0
raid1数据组织方式raid磁盘1磁盘0a1a1a2a2整理pptd2d1d0d2d1d0磁盘1磁盘0镜像冗余阵列raid1工作原理数据写入d0d1d2写入数据块d0d2d1d0d2写入数据块d1d2等效逻辑磁盘整理ppt磁盘1磁盘0d2d1d0d0d1d2镜像冗余阵列raid1工作原理数据读取d0d1d2d2d1d0d2读取数据块d0读取数据块d1d2等效逻辑磁盘整理pptraid1的数据盘与镜像盘具有相同的内容当数据盘出现故障时可以使D
外置存储
4
RAID技术的基本概念
RAID： Redundant Array of Independent Disks ,独立冗余磁盘阵列，也称 磁盘阵列。
条带化
读写性能
RAID
磁盘组合
容量
镜像、奇偶校验
数据安全性
精选ppt课件
5
RAID技术实现方式
RAID实现方式有两种，即硬件RAID和软件RAID。
条带单元(Stripe Unit)：指磁盘中单个或者多个连续的扇区的集合，是单块磁盘上进行一次 数据读写的最小单元。
条带(Stripe)：是同一磁盘阵列中多个磁盘驱动器上相同“位置”（或者说是相同编号）的 条带单元的集合，条带单元是组成条带的元素。
写入数据块D2,D3… 写入数据块D1 写入数据块D0
D0,D1,D2,D3,D4,D5
磁盘0
磁盘1
D4
D5
D2
D3
D0
D1
无数据冗余的条带化阵列
精选ppt课件
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RAID 0工作原理-数据读取
D5 D4 D3 D2 D1 D0
逻辑磁盘
读取数据块D2，D3… 读取数据块D1 读取数据块D0
raid1数据组织方式raid磁盘1磁盘0a1a1a2a2整理pptd2d1d0d2d1d0磁盘1磁盘0镜像冗余阵列raid1工作原理数据写入d0d1d2写入数据块d0d2d1d0d2写入数据块d1d2等效逻辑磁盘整理ppt磁盘1磁盘0d2d1d0d0d1d2镜像冗余阵列raid1工作原理数据读取d0d1d2d2d1d0d2读取数据块d0读取数据块d1d2等效逻辑磁盘整理pptraid1的数据盘与镜像盘具有相同的内容当数据盘出现故障时可以使D
外置存储
4
RAID技术的基本概念
RAID： Redundant Array of Independent Disks ,独立冗余磁盘阵列，也称 磁盘阵列。
条带化
读写性能
RAID
磁盘组合
容量
镜像、奇偶校验
数据安全性
精选ppt课件
5
RAID技术实现方式
RAID实现方式有两种，即硬件RAID和软件RAID。
条带单元(Stripe Unit)：指磁盘中单个或者多个连续的扇区的集合，是单块磁盘上进行一次 数据读写的最小单元。
条带(Stripe)：是同一磁盘阵列中多个磁盘驱动器上相同“位置”（或者说是相同编号）的 条带单元的集合，条带单元是组成条带的元素。
RAID卡技术简介
RAID 卡 技 术 简 介
服务器技术服务中心
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一、 RAID（冗余磁盘阵列）技术简介 冗余磁盘阵列） 冗余磁盘阵列
RAID(Redundant Array of Independent Disks，冗 余磁盘阵列)，即采用多余的磁盘对信息进行冗余保 存从而提高磁盘系统的可靠性。在某个硬盘发生故 障时，可以通过保存在其它硬盘上的冗余信息把故 障硬盘上的数据全部恢复出来。 RAID技术提供了比通常的磁盘存储更高的性能指标、 数据完整性和数据可用性。 RAID技术分为多级，经常采用的有RAID0、RAID1、 RAID3、RAID5。 RAID技术的实现分a n g c h a o. c o m
RAID10、30、50
RAID 10为带镜象映射的数据分块，它在镜象 冗余方式上增加了分块功能。其每MB费用比 RAID1更昂贵。 RAID 30、RAID50，与RAID10类似，在冗余 方式上增加了分块功能。
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谢 谢 各
再 见
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二、浪潮服务器RAID卡的使用与配置 浪潮服务器RAID卡的使用与配置
AMI RAID卡： RAID卡 双通道RAID卡，集成的SCSI控制器，可实 双通道RAID卡，集成的SCSI控制器，可实 现RAID0、RAID1、RAID3、RAID5等RAID级 RAID0、RAID1、RAID3、RAID5等RAID级 别，对特殊应用还提供RAID10、RAID30、 别，对特殊应用还提供RAID10、RAID30、 RAID50等RAID级别，自带CPU和内存，不占 RAID50等RAID级别，自带CPU和内存，不占 用主机CPU资源，效率高。 用主机CPU资源，效率高。
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一、 RAID（冗余磁盘阵列）技术简介 冗余磁盘阵列） 冗余磁盘阵列
RAID(Redundant Array of Independent Disks，冗 余磁盘阵列)，即采用多余的磁盘对信息进行冗余保 存从而提高磁盘系统的可靠性。在某个硬盘发生故 障时，可以通过保存在其它硬盘上的冗余信息把故 障硬盘上的数据全部恢复出来。 RAID技术提供了比通常的磁盘存储更高的性能指标、 数据完整性和数据可用性。 RAID技术分为多级，经常采用的有RAID0、RAID1、 RAID3、RAID5。 RAID技术的实现分a n g c h a o. c o m
RAID10、30、50
RAID 10为带镜象映射的数据分块，它在镜象 冗余方式上增加了分块功能。其每MB费用比 RAID1更昂贵。 RAID 30、RAID50，与RAID10类似，在冗余 方式上增加了分块功能。
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二、浪潮服务器RAID卡的使用与配置 浪潮服务器RAID卡的使用与配置
AMI RAID卡： RAID卡 双通道RAID卡，集成的SCSI控制器，可实 双通道RAID卡，集成的SCSI控制器，可实 现RAID0、RAID1、RAID3、RAID5等RAID级 RAID0、RAID1、RAID3、RAID5等RAID级 别，对特殊应用还提供RAID10、RAID30、 别，对特殊应用还提供RAID10、RAID30、 RAID50等RAID级别，自带CPU和内存，不占 RAID50等RAID级别，自带CPU和内存，不占 用主机CPU资源，效率高。 用主机CPU资源，效率高。
RAID
RAID 4：
• RAID 4同样也将数据条块化并分布于不 同的磁盘上，但条块单位为块或记录。 RAID 4使用一块磁盘作为奇偶校验盘， 每次写操作都需要访问奇偶盘，这时奇 偶校验盘会成为写操作的瓶颈，因此 RAID 4在商业环境中也很少使用。
RAID 5：
• RAID 5不单独指定的奇偶盘，而是在所有磁盘 上交叉地存取数据及奇偶校验信息。在RAID 5 上，读/写指针可同时对阵列设备进行操作，提 供了更高的数据流量。RAID 5更适合于小数据 块和随机读写的数据。RAID 3与RAID 5相比， 最主要的区别在于RAID 3每进行一次数据传输 就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，并可进行 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 次读旧的数据及奇偶信息，两次写新的数据及 奇偶信息。
• 又称数据分块，即把数据分成若干相等大小的小块， 并把它们写到阵列上不同的硬盘上，这种技术又称 “Stripping”（即将数据条带化），这种把数据分布在 多个盘上，在读写时是以并行的方式对各硬盘同时进 行操作。从理论上讲，其容量和数据传输率是单个硬 盘的N倍。N为构成RAID0的硬盘总数。当然，若阵列 控制器有多个硬盘通道时，对多个通道上的硬盘进行 RAID0操作，I/O性能会更高。因此常用于图象，视频 等领域，RAID0 I/O传输率较高，但平均故障时间 MTTF只有单盘的N分之一，因此RAID0可靠性最差。 可靠性是单独一块盘的1/N 同时读磁盘数：N 同时写磁盘数：N 磁盘利用率：N 或 100%
• 为单盘容错并行传输。即采用Stripping技术将数据分块， 对这些块进行异或校验，校验数据写到最后一个硬盘 上。它的特点是有一个盘为校验盘，数据以位或字节 的方式存于各盘（分散记录在组内相同扇区的各个硬 盘上）。当一个硬盘发生故障，除故障盘外，写操作 将继续对数据盘和校验盘进行操作。而读操作是通过 对剩余数据盘和校验盘的异或计算重构故障盘上应有 的数据来进行的。RAID3的优点是并行I/O传输和单盘 容错，具有很高可靠性。缺点：每次读写要牵动整个 组，每次只能完成一次I/O。 所需最少硬盘数：至少3块(一块作校验盘，其它盘作 存贮) 磁盘利用率：N-1 或 N-1/N 或 85%
课件：磁盘管理(Raid)
磁盘空间利用率（n-1）/n，n为磁盘数量
因为要花1/N的磁盘空间存储同位数据，也就是奇偶校验数据
无法扩展
卷类型 简单卷 跨区卷
带区卷
镜像卷 RAID-5卷
磁盘数 容错功能 读写速度
存储空间 计算
1
>=2
>=2
2
>=3
无
无
无
有
有
/
/
最快
/
较快
/
每个磁盘 提供空间 可不同
磁盘空间 利用率 100%
每个磁盘提 供空间相同
磁盘空间利 用率100%
每个磁盘提 供空间相同
磁盘空间利 用率1/2
每个磁盘提 供空间相同
磁盘空间利 用率（n-1） /n
Windows Server 2008 磁盘配置方式有基本磁盘和动态磁盘两种， Windows 操作系统默认的磁盘配置方式是基本磁盘。
基本磁盘的磁盘分区分为主分区和扩展分区，每块硬盘只能建立 一个扩展分区，扩展分区中可以建立若干个逻辑分区。
NTFS权限具有累加性，但拒绝权限会高于其他权限。
利用磁盘配额可以限制用户使用磁盘空间,必须在NTFS文件 系统上现,Administrators组成员不受限制。
BitLocker驱动器加密是磁盘级的加密，而NTFS文件系统的 EFS加密是文件级的。
了解磁盘类型 熟悉磁盘管理工具 熟悉查看磁盘的基本属性 掌握基本磁盘管理 掌握动态磁盘管理
若一个基本磁盘内同时安装了多个操作系统，如果将基本 磁盘转换为动态磁盘，则除了当前的系统外，可能无法再 启动其他操作系统
动态磁盘转换到基本磁盘： 动态磁盘上尚未创建卷才能转换 动态磁盘上的所有卷都删除后，动态磁盘将自动转换成基 本磁盘
因为要花1/N的磁盘空间存储同位数据，也就是奇偶校验数据
无法扩展
卷类型 简单卷 跨区卷
带区卷
镜像卷 RAID-5卷
磁盘数 容错功能 读写速度
存储空间 计算
1
>=2
>=2
2
>=3
无
无
无
有
有
/
/
最快
/
较快
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每个磁盘 提供空间 可不同
磁盘空间 利用率 100%
每个磁盘提 供空间相同
磁盘空间利 用率100%
每个磁盘提 供空间相同
磁盘空间利 用率1/2
每个磁盘提 供空间相同
磁盘空间利 用率（n-1） /n
Windows Server 2008 磁盘配置方式有基本磁盘和动态磁盘两种， Windows 操作系统默认的磁盘配置方式是基本磁盘。
基本磁盘的磁盘分区分为主分区和扩展分区，每块硬盘只能建立 一个扩展分区，扩展分区中可以建立若干个逻辑分区。
NTFS权限具有累加性，但拒绝权限会高于其他权限。
利用磁盘配额可以限制用户使用磁盘空间,必须在NTFS文件 系统上现,Administrators组成员不受限制。
BitLocker驱动器加密是磁盘级的加密，而NTFS文件系统的 EFS加密是文件级的。
了解磁盘类型 熟悉磁盘管理工具 熟悉查看磁盘的基本属性 掌握基本磁盘管理 掌握动态磁盘管理
若一个基本磁盘内同时安装了多个操作系统，如果将基本 磁盘转换为动态磁盘，则除了当前的系统外，可能无法再 启动其他操作系统
动态磁盘转换到基本磁盘： 动态磁盘上尚未创建卷才能转换 动态磁盘上的所有卷都删除后，动态磁盘将自动转换成基 本磁盘
存储基础知识RAID及磁盘技术.共50页课件
RAID由几块硬盘（物理卷）组成 RAID可以多个硬盘按照指定容量创建一个或多个逻辑卷，便通过LUN（Logic Unit Number）来标识。一个逻辑卷对于主机来说就是一块硬盘（物理卷）
物理卷
物理卷
逻辑卷
逻辑卷
多个物理卷上创建1个逻辑卷
多个物理卷上创建2个逻辑卷
LUN1
LUN2
LUN3
RAID 0 条带存储(Striping)
Internal/External connectivity to disks or arrays
Server A File System A
Server B File System B
Client 1
Client 2
Client 3
Local Area Network
SAN、iSCSI、NAS的特点
CPU运算速度飞速提高，数据读写速度不应该成为计算机系统处理的瓶颈
RAID基本概念 ——条带
分条
条带
硬盘0
硬盘2
硬盘1
硬盘3
大数据块写入RAID时会被分成多个数据块并行写入多块硬盘，这些大小一致的数据块就称为条带。同时数据读取时会并行从多块硬盘读取条带数据，最后完整输出。 条带无疑会大幅度提升整体读写效率。
RAID性能比较
RAID级*
RAID-0
RAID-1
RAID-5
RAID-10
RAID-50
RAID-6
别名
条带
镜象
分布奇偶位条带
镜象阵列条带
分布奇偶阵列条带
分布奇偶条带
容错性
没有
有
有
有
有
有
冗余类型
没有
RAID基础知识PPT学习课件
RAID磁盘阵列
2020/3/2
1
目录
1 2 3 4 5
RAID介绍 RAID分类 RAID制作
实例
Linux下磁盘阵列的挂载
2020/3/2
2
RAID介绍
RAID是Redundent Array of Inexpensive Disks的缩写，直译为“廉价 冗余磁盘阵列”，也简称为“磁盘阵列”。后来RAID中的字母I被改作 了Independent，RAID就成了“独立冗余磁盘阵列”，但这只是名称 的变化，实质性的内容并没有改变。可以把RAID理解成一种使用磁盘 驱动器的方法，它将一组磁盘驱动器用某种逻辑方式联系起来，作为 逻辑上的一个磁盘驱动器来使用。
2020/3/2
18
RAID 制作
第三步：
按下F6后，系统没有任何提示，也不会中断系统的硬件检测过程，而是在全 部自检完毕后，会进入手动驱动安装界面。此时，将主板附件中的软盘驱动 程序放入软驱内，按S键开始手动驱动安装； 提示软驱内插入软盘，按回车键确认； 安装程序会读取软盘内的驱动，并以列表形式列出。 由于受到安装程序的限制，列表中的驱动最多只能显示四项，如驱动大于四 项的，可按上下键移动显示框，来显示列表中的全部驱动。 加载完成后，继续操作系统安装过程时就能正确识别RAID和正确的磁盘容量， 利用操作系统安装程序自带的分区及格式化工具可进行分区及格式化并在 RAID上安装操作系统。
2020/3/2
8
RAID的分类
A1
RAID 1
A2 A3
A4
Raid1
A1
A1
A2
A2
A3
A3
A4
A4
Disk0
2020/3/2
2020/3/2
1
目录
1 2 3 4 5
RAID介绍 RAID分类 RAID制作
实例
Linux下磁盘阵列的挂载
2020/3/2
2
RAID介绍
RAID是Redundent Array of Inexpensive Disks的缩写，直译为“廉价 冗余磁盘阵列”，也简称为“磁盘阵列”。后来RAID中的字母I被改作 了Independent，RAID就成了“独立冗余磁盘阵列”，但这只是名称 的变化，实质性的内容并没有改变。可以把RAID理解成一种使用磁盘 驱动器的方法，它将一组磁盘驱动器用某种逻辑方式联系起来，作为 逻辑上的一个磁盘驱动器来使用。
2020/3/2
18
RAID 制作
第三步：
按下F6后，系统没有任何提示，也不会中断系统的硬件检测过程，而是在全 部自检完毕后，会进入手动驱动安装界面。此时，将主板附件中的软盘驱动 程序放入软驱内，按S键开始手动驱动安装； 提示软驱内插入软盘，按回车键确认； 安装程序会读取软盘内的驱动，并以列表形式列出。 由于受到安装程序的限制，列表中的驱动最多只能显示四项，如驱动大于四 项的，可按上下键移动显示框，来显示列表中的全部驱动。 加载完成后，继续操作系统安装过程时就能正确识别RAID和正确的磁盘容量， 利用操作系统安装程序自带的分区及格式化工具可进行分区及格式化并在 RAID上安装操作系统。
2020/3/2
8
RAID的分类
A1
RAID 1
A2 A3
A4
Raid1
A1
A1
A2
A2
A3
A3
A4
A4
Disk0
2020/3/2
RAID基本知识介绍..
内页一级标题
RAID类型选择
• RAID部署的选择维度：对于RAID类型的选择，需要从速度、容量、 安全3个维度来综合考虑，速度快、磁盘空间利用率高、安全可靠永 远是用户追求的目标，但在实际部署中，受用户实际需求及应用场 景的限制，速度、容量、安全 3个维度各自的优先级还是有所侧重的 二级标题 。
• 软件阵列：指通过网络操作系统自身提供的磁盘管理功能将连接的 普通SCSI卡上的多块硬盘配置成逻辑盘，组成阵列。软件阵列可以 提供数据冗余功能，但是磁盘子系统的性能会有所降低，有的降低 幅度还比较大，达30%左右。
RAID的优点
• 1. 传输速率高。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。
RAID定义
• 单击此处编辑母版文本样式 • 可以把RAID理解成一种使用磁盘驱动器的方法，它将一组磁盘驱动器用 某种逻辑方式联系起来，作为逻辑上的一个磁盘驱动器来使用。
RIAD实现方式
内页一级标题
• 硬件阵列：使用专门的磁盘阵列卡来实现的。硬件阵列能够提供在 二级标题 线扩容、动态修改阵列级别、自动数据恢复、驱动器漫游、超高速 缓冲等功能。它能提供性能、数据保护、可靠性、可用性和可管理 性的解决方案。阵列卡专用的处理单元来进行操作。 • 单击此处编辑母版文本样式
内页一级标题
• RAID 5 和RAID 3极为相似，都是数据分条，奇偶校验产生冗余。但 是，它不采用一个固定的硬盘来存储奇偶校验值， 所有数据和校验值都分布在所有硬盘上。RAID5 二级标题 最大的好处是在一块盘掉线的情况下，RAID照工 作，相对于RAID0必须每一块盘都正常才可以正常 • 单击此处编辑母版文本样式 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。 • RAID 10的容错功能和RAID 1相同，分条使用RAID 1 段得到较高的 I/O率。RAID 10巧妙的利用了RAID 0的速度以及RAID 1 的保护两种特性，不过它的缺点是需要的硬盘数较多， 因为至少必须拥有四个以上的偶数硬盘才能使用。
RAID技术与应用
SCSI 控制器
RAID 处理器
指示报警
Firmware CACHE MEMORY
电池
PCI 总线
带RAID卡SCSI系统硬件框图
HOST
RAID 处理器
SCSI主控制器 ID=7
终结器
Cache Memory Firmware
SCSI 总线
背板 HSC ID=6
SCSI ID=0
SCSI ID=5
术语：Disk Striping
Disk Striping
• 将数据按照一定大小分成
File
多个数据块，这些数据块 可以被分别存放在不同的 1 2 3 4
物理盘上
1
• 系统在从特定硬盘读取数
据时可以通知下个目标盘
2
准备数据
• 提高系统读写数据的性能
3
• Stripe size：8k---1024k 4
1245369
1439 256 P0 P1 P2
Disk A
Disk B
Disk C
RAID Levels---RAID5
特性：
• Striping with Distributed Parity • 性能：随机读性能高，写性能中 • 容量：单块硬盘容量*（N-1），至少需要3块硬盘 • 安全性：有校验数据，提供数据容错能力，允许有一块硬盘发生故障
降级、重构状态 ：对应用而言不中断 失效状态：应用中断，数据可以找回，要看具体硬盘状态
华赛预拷贝成功 RAID状态图
预拷贝RAID状态图 故障硬盘信息
华赛磁盘回拷状态
回拷状态图
RAID组状 态
硬盘状态图
RAID技术与应用
主要内容
1、RAID由来 2、RAID术语 3、RAID级别 4、RAID类型 5、RAID状态 6、磁盘阵列开局 7、故障排除
RAID 处理器
指示报警
Firmware CACHE MEMORY
电池
PCI 总线
带RAID卡SCSI系统硬件框图
HOST
RAID 处理器
SCSI主控制器 ID=7
终结器
Cache Memory Firmware
SCSI 总线
背板 HSC ID=6
SCSI ID=0
SCSI ID=5
术语：Disk Striping
Disk Striping
• 将数据按照一定大小分成
File
多个数据块，这些数据块 可以被分别存放在不同的 1 2 3 4
物理盘上
1
• 系统在从特定硬盘读取数
据时可以通知下个目标盘
2
准备数据
• 提高系统读写数据的性能
3
• Stripe size：8k---1024k 4
1245369
1439 256 P0 P1 P2
Disk A
Disk B
Disk C
RAID Levels---RAID5
特性：
• Striping with Distributed Parity • 性能：随机读性能高，写性能中 • 容量：单块硬盘容量*（N-1），至少需要3块硬盘 • 安全性：有校验数据，提供数据容错能力，允许有一块硬盘发生故障
降级、重构状态 ：对应用而言不中断 失效状态：应用中断，数据可以找回，要看具体硬盘状态
华赛预拷贝成功 RAID状态图
预拷贝RAID状态图 故障硬盘信息
华赛磁盘回拷状态
回拷状态图
RAID组状 态
硬盘状态图
RAID技术与应用
主要内容
1、RAID由来 2、RAID术语 3、RAID级别 4、RAID类型 5、RAID状态 6、磁盘阵列开局 7、故障排除
RAID技术.pptx
4
D1
6
D2
？
D3
7
D4
18
P
EMC 认证专家。版权所有 © 2012 EMC Corporation。保留所有权利。
6
模块 3：数据保护 – RAID
第 1 课：RAID 概述
本课程将讲述下列主题：
• RAID 技术
EMC 认证专家。版权所有 © 2012 EMC Corporation。保留所有权利。
1
RAID 技术
• 用于 RAID 的三项关键技术是：
分条 镜像 2012 EMC Corporation。保留所有权利。
4
RAID 技术 – 奇偶校验
RAID 控制器
主机
实际奇偶校验计算是一种 XOR 位运算。
4
D1
6
D2
1
D3
7
D4
18
P
EMC 认证专家。版权所有 © 2012 EMC Corporation。保留所有权利。
5
使用奇偶校验技术恢复数据
RAID 控制器
主机
在驱动器 D3 发生故障时重新生成数据：
4 + 6 + ? + 7 = 18 ? = 18 – 4 – 6 – 7 ?=1
2
RAID 技术 – 分条
条块
RAID
条带
控制器
主机
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3
RAID 技术 – 镜像
数据块 0
主机
RAID 控制器
EMC 认证专家。版权所有 © 2012 EMC Corporation。保留所有权利。
数据块 0 数据块 0
第2章 RAID
RAID的数据组织方式
•分块：将一个分区分成多个大小相等的、地址相邻的块，这些块称为分 块。它是组成条带的元素。 •条带：同一磁盘阵列中的多个磁盘驱动器上的相同“位臵”（或者说是 相同编号）的分块。
驱动器1 D6 D3 D0
磁盘上的数 据分块
驱动器2 D7 D4 D1
磁盘上的数 据分块
驱动器3 D8 D5 D2
RAID 1: 镜像
M y F
i
l
e
MyFile
M
y
F i
l
e
RAID 1的工作原理
镜像结构的阵列
逻辑磁盘
D0,D1,D2经过镜像器
D2 D1 驱动器1 D2 D1 D0 驱动器2
D2
D1 D0
D0
优点
缺点
理论上读效率是单个磁盘的两倍； ECC效率低下，磁盘ECC的 100％的数据冗余； 设计、使用简单
1 RAID 0
定义：RAID 0即没有容错设计的条带硬盘 阵列（Striped Disk Array without Fault Tolerance），以条带形式将RAID组的数据 均匀分布在各个硬盘中 优点
极高的读写效率 速度快，由于不存在校验，所以不占用CPU资源 部署简单
缺点
无冗余，通常和其他RAID级别混合使用 不适合用于关键数据环境
并行存取模式
并行存取模式支持里，是把所有磁盘驱动器的主轴马达作精 密的控制，使每个磁盘的位置都彼此同步，然后对每一个磁 盘驱动器作一个很短的I/O数据传送，如此一来，从主机来 的每一个I/O 指令，都平均分布到每一个磁盘驱动器。 为了达到并行存取的功能，RAID 中的每一个磁盘驱动器， 都必须具备几乎完全相同的规格：转速必须一样；磁头搜寻 速度﹝Access Time﹞必须相同；Buffer 或Cache的容量和 存取速度要一致；CPU处理指令的速度要相同； I/O Channel 的速度也要一样。总而言之，要利用并行存取 模式，RAID 中所有的成员磁盘驱动器，应该使用同一厂牌， 相同型号的磁盘驱动器。
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延展（striping） 延展（striping）技术
striping技术通过把数据分布到磁盘阵列的所有驱动器上以提高性能——而延展技术 的主要原理是并行处理。 Striping 写——是将一个完整的数据文件分成若干块依次同时写入不同的硬盘，即增 加了可靠性又充分利用了各个硬盘的读写能力将速度发挥到最大。 Striping 读——单块硬盘上有个非常大的文件，读时只能从头到尾的读取。而 striping技术在读取的时候是从多个硬盘里同时读取。 striping 硬盘越多，性能提高越明显。
RAID 0
技术：RAID-0只用到Data Striping，就是把数据分散成以 sector为单位写入磁盘內。 ： 数据分散成以 sector为单 为单位 磁盘內 ，就是把数据 优点：由于阵列中的硬盘在同 一时间共同分担每笔数据的写入及读 取操作， 所以 ： 于阵列中的硬 在同一时间共同分担 笔数据的 入及读 列中的硬盘 一时间共同分 所以RAID-0执行效率远超过一个硬 盘或其它RAID形式。 。 缺点：RAID-0沒有容错功能(Fault-Tolerance)，也就是说当阵列中的任一个硬盘故障，整个阵列也因数据的不 ： 说当阵列中的任一 故障， 个阵列也因数据的不 列也因数据 ，也就是说当阵列中的任一个 完整而造成资 完整而造成资料损毀。 应用：以 RAID-0 的执行效率來看较适用于顺序且大数据量的连续存储环境，并对安全性要求低的环境。 ： RAID行效率來看较适 于顺序且大数据量的连续存储环境，并对安全性要求低的环境。 较适用 容量: RAID-0 磁盘阵列有效之数据容量为 N x 单块硬盘容量 ( N：硬盘数 ) RAID盘阵列有效之数据容量 列有效之数据容量为 单块硬盘容量
RAID 3
Logical Drives
. .
Physical Drives
RAID 1
Logical Drives
.
.
Physical Drives
RAID 30
RAID 3
Logical Drives
. .
Physical Drives
RAID 10
RAID 1
Logical Drives
. .
Physical Drives
RAID 3
Logical Drives
.
RAID 1
. .
.
Physical Drives
Logical Drives
Physical Drives
RAID 50
技术：RAID 50就是以 ： 就是以RAID 0技术将两个 含)以上相同容量之 技术将 以上相同容量之RAID 5逻辑磁盘組合成另一个大容量之逻辑磁盘，当数据要写入時，会先將数 逻辑磁盘組合成另一个大容量之逻辑磁盘， 就是以 技术 两个(含 以上相同容量之 逻辑磁盘組合成另一个大容量之逻辑磁盘 当数据要写入時， 据做RAID 0 “Data Striping”分散在各个 分散在各个RAID 5逻辑磁盘，再由各个 逻辑磁盘， 逻辑磁盘依其技术特性写入实体硬盘內。 据做 分散在各个 逻辑磁盘 再由各个RAID 5逻辑磁盘依其技术特性写入实体硬盘內。 逻辑磁盘依其技术特性写入实体硬盘內 优点：此种技术可以整合多个逻辑磁盘获得更大容量的磁盘空间，亦可得到更高的数据安全机制。 此种技术可以整合多个逻辑磁盘获得更大容量的磁盘空间，亦可得到更高的数据安全机制。 此种技术可以整合多个逻辑磁盘获 缺点：必须花費较高的成本(每一个 必 花費较高的成本 每一个 每一个RAID 5逻辑磁盘所能使用的磁盘空间为 N –1)。 逻辑磁盘所能使用的磁盘空间为 。
RAID 3
RAID 5
技术：与RAID-3相同，关键之处是把条带改成了“块”。并将Parity分散于所有RAID结构的硬盘中，不需要专门的 Parity硬盘，每个硬 ： RAID- 相同，关键之处是把条带改成了“ 条带改成了 并将Parity分散于所有RAID结构的硬盘中，不需要专门的 Parity硬 Parity分散于所有RAID结构的硬盘中 专门 数据， 阵列中某一个硬盘损坏时 便很容易地可由其它硬盘來修复／重建数据以达到系统容错 损坏时， 盘都记录着其它阵列中硬盘的 Parity数据，若当阵列中某一个硬盘损坏时，便很容易地可由其它硬盘來修复／重建数据以达到系统容错 记录着其它阵列中硬盘的 Parity数据 能力。可在同一时间內执 动作，提高了整体 的效率，也正好符合Multi I/O，MultiMulti能力。可在同一时间內执行多个 I/O 动作，提高了整体 Read / Write 的效率，也正好符合Multi-I/O，Multi-User 的环境。写入时把 条带改成了数据块. 条带改成了数据块. 优点：RAID-5的技术可以说是综合了以上所有不同RAID技术的优点。是在磁盘阵列技术上相当具有潜力的架构，越來越多的使用者将他 RAID- 的技术可以说 合了以上所有不同RAID技术的优点。是在磁盘 阵列技术上相当 具有潜 力的架构 越來越多的使用者将 RAID RAID技术的优点 因为它将 存技术的主流。 们的网络主机或数据库系统架构在 RAID-5 的基础上，因为它将是储存技术的主流。 网络主 或数据库系统架构 RAID- 的基础 容量: RAID 5 磁盘阵列有效的数据容量为 (N - 1) x 单块硬盘容量 (N：硬盘数) 磁盘阵列有效的数据容量 容量为 (N：硬盘数
RAID技术 技术
RAID？ 什么是 RAID？
RAID： ：
Redundant Arrays of Inexpensive（Independent） Disks
廉价（独立）磁盘冗余阵列技术，是磁盘阵列所使用的主要技术。 廉价（独立）磁盘冗余阵列技术，是磁盘阵列所使用的主要技术。可 将硬盘根据可靠性和性能要求的不同分成若干级别。 将硬盘根据可靠性和性能要求的不同分成若干级别。 RAID 0，0+1，1，3，5，6 RAID 10，30，50，60
RAID 5
Logical Drives
. .
Physical Drives
RAID 50
RAID 5
Logical Drives
. .
Physical Drives
RAID 5
. .
Logical Drives
Physical Drives
NRAID
技术：NRAID即Non-RAID。此技术只是將所有硬盘虚拟成一个大容量逻辑磁盘机 容量等于所有硬盘空间总和)，且不具备 ： 此技术只是將所有硬盘虚拟成一个大容量逻辑磁盘机(容量等 具备RAID或 “Data 即 此技术只是將所有硬盘虚拟成一个大容量逻辑磁盘机 容量等于所有硬盘空间总 ，且不具备 或 Striping”特性，因此也无法达到容錯及提高效率等功能。 特性，因此也无 特性 到容錯及提高效率等功能。
奇偶校验 parity 技术
parity是应用于RAID中的另一种冗余技术 比如你的一个数据单位有x位数字，那么你可以使用这x位数字产生 一个奇偶校验位，并且把这个奇偶校验位作为这个数据单位的第x＋1 位，如果这x＋1位中的任何一个丢失，剩下的x位仍能修复这个数据。
奇偶校验 parity 技术
一般的这个额外的奇偶校验数据由异或逻辑运算(XOR, eXclusive OR )产生。如果你对异或逻辑运算不清楚。下表讲让你明白： 很简单“真”“真”异或的结果是真,“假”“假”异或的结果也是真， “真”“假”异或结果是“假”,这里的“真”“假”分别等同于二 进制的0、1。 例如 10101010 xor 11111111 = 01010101 11111111 xor 01010101 = 10101010 10101010 xor 01010101 = 11111111Biblioteka RAID 5RAID 5
RAID 5
RAID 5
RAID 6
RAID 6 技术
RAID 6 Minimum Disks Required 4
Capacity Redundancy
N-2 Yes
Withstands two drive failures, or one disk failure and bad blocks on another drive
RAID 1
技术：就是大家熟悉的“Disk Mirroring”，使用两块相同容量的硬盘，系统一次写入2份相同的数据到这两个硬盘內，而系统可使用的只是一个硬盘的 ：就是大家熟悉的“ Mirroring”，使用两块相同容量的硬盘 系统一次写 两块相同容量的硬 份相同的数据 这两个硬盘內 而系统可使用的只是一个 数据到 容量( 容量 RAID 1 基本上並沒有用到“Data Striping”的技术) 。 优点： RAID 1 提供了相当好的效率，因为 mirrored 的两个硬盘数据皆相同，系统可以有效率的选择从哪一个硬盘来读取数据会比较快，另一方面，容 ： 提供了相当好的效率， 相当好的效率 两个硬盘数据皆相同 系统可以有效率的选择从哪 皆相同， 选择从哪一 盘来读取数据会比 另一方面， (Fault功能也是相当重要的原因 的原因， 于两个硬盘数据相同 相同， 其中一个硬盘损 个硬盘损毀 另一个可以继续接著工作。 继续接著工作 錯 (Fault-Tolerance) 功能也是相当重要的原因，由于两个硬盘数据相同，故当其中一个硬盘损毀，另一个可以继续接著工作。 缺点：需要比需求容量多一倍的硬盘，费用较高。 ：需要比需求容量多一倍的硬盘 容量: RAID1 磁盘阵列有效的数据容量为 (N / 2) 盘阵列有效的数据容量 列有效的数据容量为 x 单块硬盘容量 (N：硬盘数) (N： 盘数)
RAID 10 / 30
技术：RAID 10、30技术相当于 ： 技术相当于 组合而成， 技术， 、 技术相当于RAID 1或3加RAID 0组合而成，数据写入前先做 或 加 组合而成 数据写入前先做RAID 1或RAID 3，再藉由 “Data Striping”技术， 或 ， 技术 通过RAID 0将逻辑磁盘組合成一个大容量之逻辑磁盘，达到更高数据容错保护机制，即为 机制，即为RAID 10或RAID 30。 通过 将逻辑磁盘組合成一个大容量之逻辑磁盘， 到更高数据容错 或 。