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1.简介
Raid代表“独立磁盘冗余阵列”，有时也称为磁盘阵列。
RAID是将多个独立硬盘(物理硬盘)以不同方式组合而成的硬盘组(逻辑硬盘)，从而提供了比单个硬盘更高的存储性能，并提供了数据备份技术。组成磁盘阵列的不同方法称为RAID级别。
突袭等级：
团队0，团队1，团队0+1(也称为团队10)，团队2，团队3，团队5，团队6，团队7，团队53。
2.原理分析
为什么我们需要磁盘阵列
目前，人们逐渐认识到磁盘阵列技术。磁盘阵列技术可以详细地分为0-5级RAID技术的几个级别，并且已经开发了所谓的RAID10、30和50个新级别。RAID是廉价磁盘冗余阵列的缩写。使用RAID的优点很简单：安全性高，速度快和数据容量大。
某些级别的RAID技术可以将单个硬盘的速度提高到400%。磁盘阵列将多个硬盘驱动器连接在一起以协同工作，从而大大提高了速度，同时将硬盘系统的可靠性提高到了几乎没有错误的状态。这些“容错”系统非常快且非常可靠。
本文将讨论这些新技术以及不同级别RAID的优缺点。
RAID级别的定义
硬盘数据生成(跨接)
数据生成技术使多个硬盘像一个硬盘一样工作，这使用户可以通过组合现有资源或添加一些资源来廉价地突破现有硬盘空间的限制。
常用的是以下RAID形式
(1)RAID0
RAID0也称为条带化(Striping)或条带化(Striping)，代表所有RAID级别中最高的存储性能。RAID0改善存储性能的原理是将连续数据分发到多个磁盘以进行访问。这样，来自系统的数据请求可以由多个磁盘并行执行，并且每个磁盘都执行其自己的数据请求部分。对数据的这种并行操作可以充分利用总线的带宽，并显着提高整体磁盘访问性能。
系统发送到由四个磁盘组成的逻辑硬盘(RADI0磁盘组)的I/O数据请求被转换为4个操作，每个操作对应于一个物理硬盘。从图中可以清楚地看到，通过建立RAID0，原始顺序数据请求被分发到所有两个硬盘上以同时执行。从理论上讲，四个硬盘的并行操作可将磁盘的读写速度同时提高4倍。
但是，由于总线带宽等各种因素的影响，实际的增长率肯定会低于理论值。但是，与串行传输大量数据相比，速度提高效果明显。
RAID0的缺点是它不提供数据冗余，因此一旦用户数据损坏，损坏的数据将无法恢复。RAID0的特性使其特别适合要求高性能但不关心数据安全性的区域，例如图形工作站。对于个人用户，RAID0也是提高硬盘存储性能的绝佳选择。
(2)RAID1
RAID1也称为镜像或镜像(mirror)，其目的是最大程度地提高用户数据的可用性和可修复性。RAID1的操作模式是将用户写入硬盘的100%数据自动复制到另一个硬盘。
读取数据时，系统会先从RAID0的源磁盘中读取数据。如果成功读取数据，则系统不会理会备份磁盘上的数据;如果无法读取源磁盘上的数据，系统将自动切换为读取状态。备份磁盘上的数据不会中断用户的工作任务。当然，我们应该及时更换损坏的硬盘，并使用备份数据重新建立镜像，以免备份磁盘损坏时造成不可挽回的数据丢失。
在所有RAID级别中，由于备份了100%的存储数据，RAID1提供了最高的数据安全性。同样，由于备份了100%的数据，因此备份数据占总存储空间的一半，因此Mi错误(镜像)的磁盘空间利用率低，并且存储成本高。尽管Mirror无法提高存储性能，但其高数据安全性使其特别适合存储重要数据，例如服务器和数据库存储。
(3)RAID0+1
就像其名称一样，RAID0+1是RAID0和RAID1的组合，也称为RAID10。
以由四个磁盘组成的RAID0+1为例，数据存储方法如图所示：RAID0+1是一种兼顾存储性能和数据安全性的解决方案。尽管它提供与RAID1相同的数据安全性，但它也提供与RAID0类似的存储性能。
由于RAID0+1还通过100%数据备份功能提供数据安全性，因此RAID0+1的磁盘空间利用率与RAID1相同，存储成本很高。
RAID0+1的特性使其特别适合需要访问大量数据且需要严格数据安全性的区域，例如银行，金融，商业超市，仓库和各种文件管理。
(4)RAID3
RAID3根据特定的容错算法将数据分为多个“块”并将其存储在N+1硬盘上。实际数据所占用的有效空间是N个硬盘的空间之和，并且存储了第N+1个硬盘。该数据是校验错误容忍信息。当N+1个硬盘之一发生故障时，可以从其他N个硬盘中的数据恢复原始数据。这样，仅使用这N个硬盘也会带来损坏。继续工作(例如收集和重放材料)。更换新硬盘后，系统可以恢复完整的验证和容错信息。因为在一个硬盘阵列中，同时发生多个硬盘故障的可能性很小，因此在正常情况下，使用RAID3可以保证安全性。
与RAID0相比，RAID3在读写速度方面相对较慢。所使用的容错算法和块大小决定了RAID的应用。通常情况下，RAID3更适合于具有大文件类型和高安全性要求的应用程序，例如视频编辑，硬盘广播，大型数据库等。
(5)RAID5
RAID5是一种平衡存储性能，数据安全性和存储成本的存储解决方案。
以由四个硬盘组成的RAID5为例，其数据存储方式如图4所示：在图中，P0是D0，D1和D2等的奇偶校验信息。从图中可以看出，RAID5不会备份存储的数据，而是将数据和对应的奇偶校验信息存储在组成RAID5的每个磁盘上，并且奇偶校验信息和对应的数据分别存储在不同的磁盘。RAID5的磁盘数据损坏时，请使用剩余的数据和相应的奇偶校验信息来恢复损坏的数据。
RAID5可以理解为RAID0和RAID1之间的折衷。RAID5可以为系统提供数据安全性，但是保护级别低于Mirror的级别，并且磁盘空间利用率高于Mirror的级别。RAID5的数据读取速度类似于RAID0，但是具有更多的奇偶校验信息，因此写入数据的速度比写入单个磁盘的速度稍慢。同时，由于多个数据对应一个奇偶校验信息，因此RAID5的磁盘空间利用率高于RAID1的磁盘空间利用率，并且存储成本相对较低。
(6)RAID6
RAID6级别是一种RAID方法，旨在基于RAID5进一步加强数据保护。它实际上是扩展的RAID5级别。与RAID5的不同之处在于，除了每个硬盘上相同级别的数据XOR检查区域外，每个数据块还有一个XOR检查区域。当然，当前磁盘的数据块的校验数据不能存储在当前磁盘中，而是交织在一起的。具体形式如图所示。
这样，每个数据块具有两个检查保护屏障(一层检查和一个整体检查)，因此RAID6的数据冗余性能非常好。但是，由于增加了奇偶校验，因此写入效率比RAID5差，并且控制系统的设计更加复杂。第二奇偶校验区域还减少了有效存储空间。由于与RAID5相比RAID6的奇偶校验优势弱，以及性能和成本性能的比较。最大的缺点是，RAID6级别基本上没有在实践中应用，这只是技术和心理上对更高级数据冗余的尝试。
(7)RAID7
从理论上讲，RAID7级别是迄今为止性能最高的RAID模式，因为在结构上与以前的方法有很大不同。基本格式如图所示，您会发现过去硬盘是形成阵列的“支柱”，但是在RAID7中，多个硬盘形成了“支柱”，并且它们都有自己的渠道。因此，您可以将这张图片分解为一个连接到主频道的硬盘，但是它比上一级更细分了。这样做的好处是，当在某个区域中读写数据时，可以快速定位它，而不是过去受单个硬盘的限制，而只能同时访问一部分数据区域。在RAID7中，以前的单个硬盘是等效的，因为它被分为多个独立的硬盘，并具有自己的读取和写入通道，所以效率是不言而喻的。
但是，RAID7的设计和相应的组合规模注定要成为软件包合同计划。一般来说，RAID7是一个整体系统，具有自己的操作系统，自己的处理器和自己的总线，而不是简单的插入卡。总之，RAID7的主要功能如下：
所有I/O传输都是异步的，因为它具有自己的独立控制器和与Cache的接口，该Cache与系统时钟不同步。所有读取和写入操作都将通过带有中央缓存的高速系统。我们称为X-Bus专用奇偶校验硬盘的总线可以在任何通道中使用。具有完整功能的实时操作系统嵌入到阵列控制微处理器中。这是RAID7的核心，它负责每个通道的通信和Cache管理，这也是它与其他级别之间最大的区别之一
连接性：多达12个主机接口
可扩展性：线性容量可以增加到48个硬盘
开放系统，使用标准SCSI硬盘，标准PC总线，主板和SIMM内存
高速集成Cache数据总线(上述X总线)
在Cache中完成验证生成工作
多个附加驱动程序可以随时处于待机状态，以提高冗余性和灵活性。易于管理：SNMP(简单网络管理协议)使管理员可以远程监视和实施系统控制。根据RAID7设计人员的说法，与其他RAID级别相比，这种阵列将在写入时将I/O性能提高150-600%，尽管这引起了很大的争议。
(8)RAID53
像RAID10一样，RAID53也是RAID级别的组合，但是从RAID10的角度来看，不要以为RAID5和RAID3的组合。实际上，RAID53应该称为RAID30或RAID。03(也称为RAID0+3)，即RAID3和RAID0的组合。在RAID53的特定形式中，备份级别从RAID0更改为RAID3，这意味着原始镜像阵列变成分段存储。数组。但是，它不是将RAID3系统用于每个RAID0硬盘驱动器，而是将RAID3用于所有数据的冗余存储(或奇偶校验)，并且读写和ECC的效率比RAID0高得多。
值得注意的是，RAID3在RAID53数据传输中占有非常重要的位置。在介绍RAID3时，我说过它具有很高的读写传输速率。因此，在执行大数据吞吐量时，由于RAID3的高传输速率，RAID53的性能优于RAID10(因为缩短了冗余备份的时间)。此外，对于RAID0，其I/O带宽并未减少。但是，从其配置形式可以看出，其存储空间利用率比RAID10低40%。
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