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磁盘阵列的原理及相关知识( 六 )

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3． RAID的对比：
下面几个表是RAID的一些性质：
操作 工作模式 最少硬盘需求量 可用容量
RAID 0 磁盘延伸和数据分布 2 T
RAID 1 数据分布和镜像 2 T/2
RAID 2 共轴同步，并行传输，ECC 3 视结构而定
RAID 3 共轴同步，并行传输，Parity 3 Tx(n-1)/n
RAID 4 数据分布，固定Parity 3 Tx(n-1)/n
RAID 5 数据分布，分布Parity 3 Tx(n-1)/n
RAID的性能与可用性：
RAID level 用户数据利用率 频宽性能 交易处理性能 数据可用性
RAID 0 1 0.25 1 0.0005
RAID 1 0.5 0.25 0.85 1
RAID 2 0.67 1 0.25 0.9999
RAID 3 0.75 1 0.25 0.9999
RAID 4 0.75 0.25 0.61 0.9999
RAID 5 0.75 0.25 0.61 0.9999
以上数据基于4个磁盘，传输块大小为1K，75%的读概率，数据可用性的计算基于同样的损坏概率 。
4． RAID的概述：
RAID 0
没有任何额外的磁盘或空间作安全准备，所以一般人不重视它，这是误解，其实它有最好的效率及空间利用率，对于追求效率的应用，非常理想，可同时用其他的RAID level或其他的备份方式以补其不足，保护重要的数据 。
RAID 1
有最佳的安全性，100%不停机，即使有一个磁盘损坏也能照常作业而不影响其效能（对能并行存取的系统稍有影响），因为数据是作重复储存 。RAID 1的并行读取几乎有RAID 0的性能，因为可同时读取相互镜像的磁盘；写入也只比RAID 0略逊，因为同时写入两个磁盘并没有增加多少工作 。虽然RAID 1要增加一倍的磁盘做镜像，但作为采用磁盘阵列的进入点它是最便宜的一个方案，是新设磁盘阵列的用户之最佳选择 。
RAID 5
在不停机及容错的表现都很好，但如有磁盘故障，对性能的影响较大，大容量的快取内存有助于维持性能，但在OLTP的应用上，因为每一笔数据或记录都很小，对磁盘的存取频繁，故有一定程度的影响 。某一磁盘故障时，读取该磁盘的数据需把共用同一校验值分段的所有数据及校验值读出来，再把故障磁盘的数据计算出来；写入时，除了要重复读取的程序外，还要再做校验值的计算，然后再写入更新的数据及校验值；等换上新的磁盘，系统要计算整个磁盘阵列的数据以回复故障磁盘的数据，时间要很长，如系统的工作负载很重的话，有很多输入输出的需求在排队等候时，会把系统的性能拉下来 。但如使用硬件磁盘阵列的话，其性能就可以得到大幅度的改进，因为硬件磁盘阵列如OAraid?;系列本身有内置的CPU与主机系统并行运作，所有存取磁盘的输入输出工作都在磁盘阵列本身完成，不花费主机的时间，配合磁盘阵列的快取内存的使用，可以提高系统的整体性能，而优越的SCSI控制更能增加数据的传输速率，即使在磁盘故障的情况下，主机系统的性能也不会有明显的降低 。RAID 5要做的事情太多，所以价格较贵，不适于小系统，但如果是大系统使用大的磁盘阵列的话，RAID 5却是最便宜的方案 。
总而言之，RAID 0及RAID 1最适合PC服务器及图形工作站的用户，提供最佳的性能及最便宜的价格，以低成本符合市场的需求 。RAID 2及RAID 3适用于大档案且输入输出需求不频繁的应用，如影像处理及CAD/CAM等；而RAID 5则适用于银行、金融、股市、数据库等大型数据处理中心的OLTP应用；RAID 4与RAID 5有相同的特性及应用方式，但其较适用于大型文件的读取 。
5． 磁盘阵列的额外容错功能
事实上，容错功能已成为磁盘阵列最受青睐的特性，为了加强容错的功能心脏使系统在磁盘故障的情况下能迅速地重建数据，以维持系统的性能，一般的磁盘阵列系统都可使用热备份（hot spare or hot standby drive）的功能，所谓热备份是在建立（configure）磁盘阵列系统的时候，将其中一磁盘指定为后备磁盘，此一磁盘在平常并不操作，但若阵列中某一磁盘发生故障时，磁盘阵列即以后备磁盘取代故障磁盘，并自动将故障磁盘的数据重建在后备磁盘之上，因为反应快速，加上快取内存减少了磁盘的存取，所以数据重建很快即可完成，对系统的性能影响不大 。对要求不停机的大型数据处理中心或控制中心而言，热备份更是一项重要的功能，因为可避免晚间或无人守护时发生磁盘故障所引起的种种不便 。

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