RAID在市场上的的应用，已经不是新鲜的事儿了，很多人都大略了解RAID的基本观念，以及各个不RAIDLEVEL的区分。但是在实际应用面，我们发现，有很多使用者对于选择一个合适的RAIDLEVEL，仍然无法很确切的掌握，尤其是对于RAID0+1(10)，RAID3，RAID5之间的选择取舍，更是举棋不定。下面将针对RAID0+1/10、RAID3以及RAID5的工作原理和特性，作一些分析和比较，以列出这些不同RAID阶层所适合的应用，对使用者能有原则性的帮助。

　　RAID条带“striped”的存取模式

　　在使用数据条带(DataStripping)的RAID系统之中，对成员磁盘驱动器的存取方式，可分为两种：并行存取ParalleledAccess独立存取dependentAccessRAID2和RAID3是采取并行存取模式。RAID0、RAID4、RAID5及RAID6则是采用独立存取模式。

　　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AccessTime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/OChannel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。RAID数据恢复

　　并行存取的基本工作原理

　　假设RAID中共有四部相同规格的磁盘驱动器，分别为磁盘驱动器A、B、C和D，我们在把时间轴略分为T0、T1、T2、T3和T4：

　　T0：RAID控制器将第一笔数据传送到A的Buffer，磁盘驱动器B、C和D的Buffer都是空的，在等待中；

　　T1：RAID控制器将第二笔数据传送到B的Buffer，A开始把Buffer中的数据写入扇区，磁盘驱动器C和D的Buffer都是空的，在等待中；

　　T2：RAID控制器将第三笔数据传送到C的Buffer，B开始把Buffer中的数据写入扇区，A已经完成写入动作，磁盘驱动器D和A的Buffer都是空的，在等待中；

　　T3：RAID控制器将第四笔数据传送到D的Buffer，C开始把Buffer中的数据写入扇区，B已经完成写入动作，磁盘驱动器A和B的Buffer都是空的，在等待中；

　　T4：RAID控制器将第五笔数据传送到A的Buffer，D开始把Buffer中的数据写入扇区，C已经完成写入动作，磁盘驱动器B和C的Buffer都是空的，在等待中；

　　如此一直循环，一直到把从主机来的这个I/O指令处理完毕，RAID控制器才会受处理下一个I/O指令。重点是在任何一个磁盘驱动器准备好把数据写入扇区时，该目的扇区必须刚刚好转到磁头下。同时RAID控制器每依次传给一个磁盘驱动器的数据长度，也必须刚刚好，配合磁盘驱动器的转速，否则一旦发生miss，RAID性能就大打折扣。并行存取RAID的最佳应用并行存取RAID之架构，以其精细的马达控制和分布之数据传输，将数组中每一个磁盘驱动器的性能发挥到最大，同时充分利用StorageBus的频宽，因此特别适合应用在大型、数据连续的档案存取应用，例如：影像、视讯档案服务器

　　数据仓储系统

　　多媒体数据库

　　电子图书馆

　　印前或底片输出档案服务器

　　其它大型且连续性档案服务器

　　由于并行存取RAID架构之特性，RAID控制器一次只能处理一个I/O要求，无法执行Overlapping的多任务，因此非常不适合应用在I/O次数频繁、数据随机存取、每笔数据传输量小的环境。同时，因为并行存取无法执行Overlapping的多任务，因此没有办法"隐藏"磁盘驱动器搜寻?zseek?{的时间，而且在每一个I/O的第一笔数据传输，都要等待第一个磁盘驱动器旋转延迟?zrotationallatency?{，平均为旋转半圈的时间，如果使用一万转的磁盘驱动器，平均就需要等待50usec。所以机械延迟时间，是并行存取架构的最大问题。

　　独立存取模式

　　相对于并行存取模式，独立存取模式并不对成员磁盘驱动器作同步转动控制，服务器数据恢复www.jdcok.com其对每个磁盘驱动器的存取，都是独立且没有顺序和时间间格的限制，同时每笔传输的数据量都比较大。因此，独立存取模式可以尽量地利用overlapping多任务、TaggedCommandQueuing等等高阶功能，来"隐藏"上述磁盘驱动器的机械时间延迟Seek和RotationalLatency。由于独立存取模式可以做overlapping多任务，而且可以同时处理来自多个主机不同的I/ORequests，在多主机环境如Clustering，更可发挥最大的性能。独立存取RAID的最佳应用由于独立存取模式可以同时接受多个I/ORequests，因此特别适合应用在数据存取频繁、每笔数据量较小的系统。例如：

　　在线交易系统或电子商务应用

　　多使用者数据库

　　ERM及MRP系统

　　小文件之文件服务器

　　一般常用的RAID阶层，分别是RAID0、RAID1、RAID3、RAID4以及RAID5，再加上二合一型RAID0+1或称RAID10。我们先把这些RAID级别的优、缺点做个比较：

　　RAID级别相对优点相对缺点

　　RAID0存取速度最快没有容错

　　RAID1完全容错成本高

　　RAID3写入性能最好没有多任务功能

　　RAID4具备多任务及容错功能Parity磁盘驱动器造成性能瓶颈

　　RAID5具备多任务及容错功能写入时有overhead

　　RAID0+1/RAID10速度快、完全容错成本高

　　接下来，我们分别针对RAID3、RAID5以及RAID0+1/RAID10作深入的讨论。

　　RAID3特点与应用

　　RAID3是将数据先做XOR运算，产生ParityData后，在将数据和ParityData以并行存取模式写入成员磁盘驱动器中，因此具备并行存取模式的优点和缺点。进一步来说，RAID3每一笔数据传输，都更新整个Stripe即每一个成员磁盘驱动器相对位置的数据都一起更新，因此不会发生需要把部分磁盘驱动器现有的数据读出来，与新数据作XOR运算，再写入的情况发生这个情况在RAID4和RAID5会发生，一般称之为Read、Modify、WriteProcess，我们姑且译为为读、改、写过程。因此，在所有RAID级别中，RAID3的写入性能是最好的。RAID3的ParityData一般都是存放在一个专属的ParityDisk，但是由于每笔数据都更新整个Stripe，因此，RAID3的ParityDisk并不会如RAID4的ParityDisk，会造成存取的瓶颈。RAID3的并行存取模式，需要RAID控制器特别功能的支持，才能达到磁盘驱动器同步控制，而且上述写入性能的优点，以目前的Caching技术，都可以将之取代，因此一般认为RAID3的应用，将逐渐淡出市场。RAID3以其优越的写入性能，特别适合用在大型、连续性档案写入为主的应用，例如绘图、影像、视讯编辑、多媒体、数据仓储、高速数据撷取等等。

　　RAID4特点与应用

　　RAID4是采取独立存取模式，同时以单一专属的ParityDisk来存放ParityData。RAID4的每一笔传输Strip资料较长，而且可以执行OverlappedI/O，因此其读取的性能很好。但是由于使用单一专属的ParityDisk来存放ParityData，因此在写入时，就会造成很大的瓶颈。因此，RAID4并没有被广泛地应用。

　　RAID5特点与应用

　　RAID5也是采取独立存取模式，但是其ParityData则是分散写入到各个成员磁盘驱动器，因此，除了具备OverlappedI/O多任务性能之外，同时也脱离如RAID4单一专属ParityDisk的写入瓶颈。但是，RAID5在做资料写入时，仍然稍微受到"读、改、写过程"的拖累。由于RAID5可以执行OverlappedI/O多任务，因此当RAID5的成员磁盘驱动器数目越多，其性能也就越高，因为一个磁盘驱动器再一个时间只能执行一个Thread，所以磁盘驱动器越多，可以Overlapped的Thread就越多，当然性能就越高。但是反过来说，磁盘驱动器越多，数组中可能有磁盘驱动器故障的机率就越高，整个数组的可靠度，或MTDL(MeanTimetoDataLoss)就会降低。由于RAID5将ParityData分散存在各个磁盘驱动器，因此很符合XOR技术的特性。例如，当同时有好几个写入要求发生时，这些要写入的数据以及ParityData可能都分散在不同的成员磁盘驱动器，因此RAID控制器可以充分利用OverlappedI/O，同时让好几个磁盘驱动器分别作存取工作，如此，数组的整体性能就会提高很多。基本上来说，多人多任务的环境，存取频繁，数据量不是很大的应用，都适合选用RAID5架构，例如企业档案服务器、WEB服务器、在线交易系统、电子商务等应用，都是数据量小，存取频繁的应用。RAID0+1RAID10RAID0+1/RAID10，综合了RAID0和RAID1的优点，适合用在速度需求高，又要完全容错。RAID0和RAID1的原理很简单，合起来之后还是很简单，我们不打算详细介绍，倒是要谈谈，RAID0+1到底应该是RAID0overRAID1，还是RAID1overRAID0，也就是说，是把多个RAID1做成RAID0，还是把多个RAID0做成RAID1？RAID0overRAID1假设我们有四台磁盘驱动器，每两台磁盘驱动器先做成RAID1，再把两个RAID1做成RAID0，这就是RAID0overRAID1：(RAID1)A=DriveA1+DriveA2(Mirrored)

　　(RAID1)B=DriveB1+DriveB2(Mirrored)

　　RAID0=(RAID1)A+(RAID1)B(Striped)RAID1overRAID0假设我们有六台磁盘驱动器，每两台磁盘驱动器先做成RAID0，再把两个RAID0做成RAID1，这就是RAID0overRAID1：(RAID0)A=DriveA1+DriveA2(Striped)

　　(RAID0)B=DriveB1+DriveB2(Striped)

　　RAID1=(RAID1)A+(RAID1)B(Mirrored)在这种架构之下，如果(RAID0)A有一台磁盘驱动器故障，(RAID0)A就算毁了，当然RAID1仍然可以正常工作；如果这时(RAID0)B也有一台磁盘驱动器故障，(RAID0)B也就算毁了，此时RAID1的两磁盘驱动器都算故障，整个RAID1资料就毁了。因此，RAID0OVERRAID1应该比RAID1OVERRAID0具备比较高的可靠度。所以我们建议，当采用RAID0+1/RAID10架构时，要先作RAID1，再把数个RAID1做成RAID0。

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