10.41 深入浅出RAID存储技术.doc
数字视频技术的发展，使得电视监控系统的发展已经远远超出摄像机、矩阵、监视器的范围，越来越多的是网络技术和视频存储技术。DVR及DVS的广泛应用，使得视频的存储不在局限于单个的直连硬盘，人们的不再考虑一个DVR机箱可以挂几块500G的硬盘，而是考虑使用DAS还是SAN来完成海量T级别的视频数据存储了。青藏铁路、T3、浦东机场，都是数十个T的磁盘阵列来进行视频存储和备份，工程商不再考虑是用希捷还是西数的硬盘，而是考虑HP、EMC、IBM、H3C，谁家的系统更符合自己的需要。视频监控的IT时代已经来临了。
磁盘阵列是一种采用RAID技术、冗余技术和在线维护技术制造的一种高性能、高可用的磁盘存储设备。磁盘阵列的核心技术 —— RAID技术，是实现廉价磁盘冗余阵列的一系列方法。
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RAID0
RAID0 比如有两块盘，100M的文件，现在想把文件写到盘上，可以写到任何一块盘上，比如写到A盘，耗时10秒；现在如果这样，通过计算，把100M的数据分成两个50M，每个盘各写50M，这样总耗时：5秒，是不是快了，当然实际肯定高于5秒，至少比写到一块盘快。同样读数据也是这样，从两块盘并行读，是不是也必一块盘要快呢？这就是RAID0，任何大于2块数量的磁盘就可以作RAID0，如果磁盘容量不一样，比如一块40G，一块80G，不会浪费任何空间（仅限RAID0模式），这样两块盘作RAID0，总容量最后就是40G＋80G＝120G。一般情况，RAID0容量＝各个盘容量之和。RAID0是所有模式中速度最快的。也是安全性最低的，因为数据都分割了存放，任意一块盘损坏，数据全部丢失。无任何安全性可言。
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RAID1
RAID1 为了实现数据冗余，防止一块盘损坏，数据就全丢失的情况发生，将一份数据同时写到两块盘上，任何一块盘损坏，另一块块盘在线接管。所以RAID1也叫镜像RAID。是所有模式中速度最慢的，因为数据要同时写两块盘。但是安全性是最高的。无任何速度可言。任意偶数块盘就可以作RAID1。如果磁盘容量不一样，最终按照容量最小的盘算。RAID1总容量＝最小容量X磁盘数量÷2。
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RAID0+1
RAID0+1(也称RAID10） 比如这样：两块盘先作RAID0，然后再找两块盘，将原来做好的RAID0中数据复制一份到自己，与原来的RAID0做成RAID1；或者两块盘先作RAID1，然后再找两块盘，分担数据流量，与原来的RAID1做成RAID0，这样就组成了RAID10。这种模式是所有模式中性能和安全性都最好的一种，但是成本是最高的。
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RAID3
RAID3 顾名思义RAID3就是最少需要3块盘组成，原理是这样的：和RAID0一样，数据分割，并行写入各个磁盘，除了其中一块磁盘，这块盘叫做奇偶校验盘（一般用P表示），单独存放奇偶校验信息，所谓奇偶校验，就是：因为数据被分割了存放，所以可以根据这些分割的数据来做一个恢复措施，利用我这边的数据和你那边的数据算出一些信息，如果任意一边数据丢失，通过另一边的现存数据和事先算好的信息，就可以再生成丢失的数据。这样，如果任何一块盘损坏，都可以根据另外的磁盘重新生成坏盘上的数据，不管损坏的是数据盘，还是校验信息盘。由于校验信息占用空间不大，所以只需一块盘就够了，信息都放在这块盘上，这样既实现了RAID0的速度（比RAID0稍慢），又实现了RAID1的安全（RAID1是纯数据的镜像，RAID3是利用奇偶校验信息，占用空间小），成本又相对低廉，何乐而不为？但是如果同时（同一时刻）坏掉两块盘，数据就完了。RAID3总容量＝容量总和－P盘容量。
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RAID5
RAID5 RAID5是RAID3的升级版本。 RAID3有个缺点：作为存放校验位的硬盘，工作负荷会很大，因为每次写操作，都会把生成的校验信息写入该磁盘，而其它磁盘的负荷相对较小，这会对性能有一定的影响。RAID5是：当向阵列中的磁盘写数据，奇偶校验数据均匀存放在阵列中的各个盘上，其他和RAID3一样。现在RAID5是应用最普遍得一种模式。
小知识：热备盘（hot spare盘，又称S盘）。刚才说了，任何模式的RAID阵列，如果同一时刻坏掉两块以上得盘，数据就完了（RAID0坏一块就完了），但是这种情况一般不会发生，除非人为或者不可抗力引发，那么我们就不管了吗？不行！如果某天，RAID阵列有一块盘损坏，而没有采取措施（比如没有多余备用硬盘，或者周末，无人），那么过一段时间，如果又坏了一块，咋办？哭吧你就！虽然同一时刻坏多块盘的情况很少，但是同一时期坏盘的几率就很大很大，因为硬盘生产批次，所处环境都一样。那么怎么避免这种情况发生呢？热备盘就派上用场了。热备盘就是为了一块盘损坏后，无人值守情况下，自动补上坏盘的位置，数据重新生成在这块新盘上。可以设多块热备盘，有的阵列可以只设一块热备盘，供阵列中所有的RAID组（就是按照一个RAID模式所作的RAID)使用，有的就只能每个RAID组都必须设一块热备盘（IBM的就是这样）。 可能有人有个疑问：在RAID5或者3中，如果一块盘坏了，坏的数据怎么继续读出？是这样的：损坏的数据是一边校验，一边传送给外部的，这样其实是很危险的，万一再坏一块盘。。。。。
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RAID5E
RAID5E 为了防止没有热备盘的情况下先后坏掉多块盘引起的数据丢失，一旦某块盘损坏，不像RAID5，只有再请求数据读写的时候，现场生成数据流，发送给外部，这些数据没有存放起来，RAID5E将损坏的数据重新校验生成，压缩存放在其他盘上的未使用的空间上（这些未使用的空间，系统是认不到的，没有参与RAID的建立，没有条带化，不属于RAID组），这样就和RAID5＋S差不多，只是S被均匀分部到了其他盘上。这样的话，先后坏两块盘，同样能保持运行。RAID5E中不存在热备盘，只是每块盘上划出一些空间，用作热备而已，所以整个RAID模式还是RAID5（不带S盘）级别。
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RAID5EE
RAID5EE 与RAID5E相比，RAID5EE是完全携带了S盘，不过这个S盘不是真正的一块物理盘，而是均匀分部在其他盘上，S空间参与了条带化，属于整个RAID组的一部分，这样恢复数据更有效率，其他和RAID5E一样。
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[ 本帖最后由 云杉上的蝴蝶 于 2008-9-29 00:33 编辑 ] | 
发表于 2008-9-28 19:57
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