七種RAID總結筆記

2021-06-10 18:00:16 字數 2577 閱讀 9159

一、raid解析

1.raid 0

(1)將幾塊磁碟並行組合,橫向寫資料

(2)併發io,寫資料最快

缺點:不提供資料冗餘,如果其中一塊磁碟廢掉,則資料全毀

詳細:條帶深度大時,一次io只能從一塊磁碟上讀取,無效能提公升。要在某種程度上提公升效能,需要減小條帶深度。

2.raid 1

(1)一塊磁碟寫,另一塊作為備份,也在相同的位置寫。

(2)當一塊磁碟廢掉或者磁碟某區域壞掉,則讀取另外乙個磁碟。

(3)寫效能等於最低那塊硬碟的寫效能。

優點:(1)提供初步資料保護

(2)雖然額外多了乙個操作,但是寫速度也很快

缺點:速度太慢,乙個寫另乙個也必須寫

與raid 0的不同:

raid 0沒有資料保護措施,raid 1資料有兩份

3.raid 2

(1)每兩塊資料盤就有一塊校驗盤(海明校驗碼)

(2)當資料損壞時通過校驗碼可恢復損壞磁碟上的數字,每次只能傳輸2路資料,因資料盤就兩塊。

(3)並存並取

缺點:(1)資料儲存時資料位被強行打散在兩塊磁碟上,每次讀取資料都要兩塊磁碟聯動

(2)利用海明碼開銷太大

詳細:4塊資料盤,3塊校驗盤。假設raid 2條帶大小為4b(1b*4塊),控制器接收到io的資料之後第一塊磁碟寫入1 5 9 13等位,第二塊磁碟寫入2 6 10 14等位,第三第四塊磁碟相同,此時全盤讀寫,資料物理不連續,邏輯連續,導致對非事務性io效率低下。適合連續,大塊io的情況

與raid 0的不同:

不能併發,每次io都佔據了所有磁碟;每次都保證所有磁碟執行

4.raid 3

(1)只留一塊校驗盤,將資料

每一位之間做異或xor運算,任何乙個扇區損壞通過剩餘未和校驗位一同進行異或運算,得到丟失位,8位一起校驗則得到損壞的乙個位元組。

(2)條帶深度小,將io分成小塊每個塊4kb,讓每個磁碟都有機會儲存這些小塊,這樣多磁碟並行讀寫,效能高。

(3)xor只能判斷資料是否有誤,不能修正資料

缺點:校驗盤會成為熱點盤;每次io都需要牽動所有磁碟,和raid 一樣,不適合併發io

詳細:每乙個條帶設計為os系統塊的大小,深度隨磁碟數量而定,最小為1個扇區;每個條帶一般為os系統塊長度,寫資料時按資料塊分散到各個磁碟。

優化方案raid 30採用8個資料盤,2個校驗盤可以支援2個io併發。

與raid 2的不同:

raid 2對扇區進行分散,raid 3保留了扇區的物理連續,以乙個或多個扇區為單位來分散資料。

5.raid 4

(1)為了實現併發io,需要保證有空閒的磁碟未被io占用,以便其他的io進行訪問。

(2)如果io塊小於raid 3的條帶深度(

橫向寫),則資料縱向寫,只放在乙個磁碟上。

缺點:校驗盤無法併發,每次都讀寫,會成為熱點盤,損壞機率大;寫速度很慢

6.raid 5

(1)是raid 0和raid 1的折中方案。

(2)將校驗盤打散到各個盤之中,併發io可以同時訪問校驗盤,克服了校驗盤不能併發成為熱點盤的缺點。

缺點:寫懲罰高,根本原因在於每次扇區都要產生其校驗區寫入校驗盤;每一次寫都要先讀出老資料,然後讀校驗資料,然後寫新資料和校驗資料;只能壞一塊磁碟

詳細:校驗segment迴圈分布在相鄰條帶上。為保證併發io,將條帶做的較大,以保證每次io資料不會佔滿整個條帶,造成其他io等待。要保證高併發率,否則會轉成讀改寫,寫懲罰高。

7.raid 6

(1)為了解決兩塊資料盤損壞無法恢復的情況

(2)布林運算兩個方程式,x xor y = 1,ax xor bx = 0,求解

缺點:比raid 5多兩個操作,多讀乙個校驗資料,計算後還要寫一次

二、整條寫、重構寫和讀改寫

1.整條寫

每個條帶上的segment都更新,不需要額外的讀寫操作,寫效能最好

2.重構寫

當需要寫入的磁碟數目超過陣列磁碟的一半時採取該方式

(1)從不需要修改的segment中讀取原來的資料,再和本條帶中所有需要修改的segment上的新資料一起計算xor校驗值

(2)將新的segment資料和沒有更新過的segment資料以及新的xor校驗值一起寫入

例如:

資料盤為8塊,某個時刻乙個io只更新了乙個條帶的6個segment,剩餘兩個沒有更新。在重構寫模式下,會將沒有更新的兩個segment資料讀出,和需要更行的前6個segment計算出校驗資料,然後資料和校驗資訊一起寫入磁碟

與整條寫的比較:

多出讀segment資料操作和寫校驗資料操作

3.讀改寫

當需要寫入的磁碟數目不超過一半時採取

(1)從需要修改的segment中讀取舊資料,再從條帶上讀取舊的奇偶校驗值(讀)

(2)根據舊資料、舊校驗值和需要修改的segment上的新資料計算這個條帶上的新校驗值(改)

(3)寫入新的資料和校驗值(寫)

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