好学IT学院:IT信息技术分享交流平台
学段:职业成长  学科:计算机科学与技术  来源:互联网  作者:当代-本站整理  发布时间:2022-07-23  ★★★加入收藏〗〖手机版
RAID技术全攻略
摘要:RAID的种类内容提示:RAID的英文全称为Redundant Array of Inexpensive(或Independent)Disks,而不是某些词典中所说的“ Redundant Access Independent Disks……

RAID 2等级

RAID-2结构图解
  由于汉明码是位为基础进行校验的,那么在RAID2中,一个硬盘在一个时间只存取一位的信息。没错,就是这么恐怖。如图中所示,左边的为数据阵列,阵列中的每个硬盘一次只存储一个位的数据。同理,右边的阵列(我们称之为校验阵列)则是存储相应的汉明码,也是一位一个硬盘。所以RAID 2中的硬盘数量取决于所设定的数据存储宽度。如果是4位的数据宽度(这由用户决定),那么就需要4个数据硬盘和3个汉明码校验硬盘,如果是64位的位宽呢?从上文介绍的计算方法中,就可以算出来,数据阵列需要64块硬盘,校验阵列需要7块硬盘。

在写入时,RAID 2在写入数据位同时还要计算出它们的汉明码并写入校验阵列,读取时也要对数据即时地进行校验,最后再发向系统。通过上文的介绍,我们知道汉明码只能纠正一个位的错误,所以RAID 2也只能允许一个硬盘出问题,如果两个或以上的硬盘出问题,RAID 2的数据就将受到破坏。但由于数据是以位为单位并行传输,所以传输率也相当快。

RAID 2是早期为了能进行即时的数据校验而研制的一种技术(这在当时的RAID 0、1等级中是无法做到的),从它的设计上看也是主要为了即时校验以保证数据安全,针对了当时对数据即时安全性非常敏感的领域,如服务器、金融服务等。但由于花费太大(其实,从上面的分析中可以看出如果数据位宽越大,用于校验阵列的相对投资就会越小,就如上面的4:3与64:7),成本昂贵,目前已基本不再使用,转而以更高级的即时检验RAID所代替,如RAID 3、5等。

现在让我们总结一下RAID 2的特点:

Characteristics/Advantages

1. “On the fly” data error correction
  2. Extremely high data transfer rates possible
  3. The higher the data transfer rate required, the better the ratio of data disks to ECC disks
  4.Relatively simple controller design compared to RAID levels 3,4 & 5

Disadvantages

1. Very high ratio of ECC disks to data disks with smaller word sizes - inefficient
  2. Entry level cost very high - requires very high transfer rate requirement to justify
  3. Transaction rate is equal to that of a single disk at best (with spindle synchronization)
  4.No commercial implementations exist / not commercially viable

RAID-3等级

RAID-3结构图解
  Parallel transfer with parity(并行传输及校验)

RAID 2等级的缺点相信大家已经很明白了,虽然能进行即时的ECC,但成本极为昂贵。为此,一种更为先进的即时ECC的RAID等级诞生,这就是RAID 3。

RAID 3是在RAID 2基础上发展而来的,主要的变化是用相对简单的异或逻辑运算(XOR,eXclusive OR)校验代替了相对复杂的汉明码校验,从而也大幅降低了成本。

从图中可以发现,校验盘只有一个,而数据与RAID 0一样是分成条带(Stripe)存入数据阵列中,这个条带的深度的单位为字节而不再是bit了。在数据存入时,数据阵列中处于同一等级的条带的XOR校验编码被即时写在校验盘相应的位置,所以彼此不会干扰混乱。读取时,则在调出条带的同时检查校验盘中相应的XOR编码,进行即时的ECC。由于在读写时与RAID 0很相似,所以RAID 3具有很高的数据传输效率。

RAID 3在RAID 2基础上成功地进行结构与运算的简化,曾受到广泛的欢迎,并大量应用。直到更为先进高效的RAID 5出现后,RAID 3才开始慢慢退出市场。下面让我们总结一下RAID 3的特点: