RAID0、RAID1详解(课堂PPT).ppt

单击此处编辑母版标题样式,*,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,RAID0,、,RAID1,详解,1,内容提要,RAID0,RAID1,2,传统,RAID,技术的发展（,1/2,）,在传统的计算机存储系统中，,存储工作通常是由计算机内置的,磁盘来完成的，,传统内置存储存,在诸多问题：,机箱空间限制了硬盘数量；,不便于扩容、共享和备份；,可靠性低，数据丢失的风险大；,存储空间利用率低；,占用总线资源，影响主机性能。,传统内置存储,接口,接口,接口,处理器,硬盘,内存,硬盘,3,传统,RAID,技术的发展（,2/2,）,随着大型计算、海量数据存储不断发展，各类信息化应用对计算能力、数据存储资源方面都有更高的要求。,为了克服传统内置存储存在的问题，扩展磁盘数量，人们把磁盘从机箱里面挪到了机箱外面，磁盘阵列技术便应运而生。,RAID,外,置存储,传统内置存储,4,RAID,技术的基本概念,RAID,：,Redundant Array of Independent Disks,独立冗余磁盘阵列，也称磁盘阵列。,RAID,镜像、奇偶校验,条带化,读写性能,数据安全性,容量,磁盘组合,5,RAID,技术实现方式,RAID,实现方式有两种，即硬件,RAID,和软件,RAID,。,硬件,RAID,优点：不占用主机资源、性能高，且操作系统盘也可以安装在,RAID,虚拟磁盘之上，能够进行相应的冗余保护。,缺点：成本高。,软件,RAID,优点：成本低、配置灵活、管理方便等。,缺点：占用主机,CPU,资源和内存空间，且需启动操作系统之后才能正常运行。,6,RAID,关键技术,-,数据组织方式（,1/2,）,条带单元,(Stripe Unit),：,指磁盘中单个或者多个连续的扇区的集合，是单块磁盘上进行一次数据读写的最小单元。,条带,(Stripe),：是同一磁盘阵列中多个磁盘驱动器上相同“位置”（或者说是相同编号）的条带单元的集合，条带单元是组成条带的元素。,磁盘,2,磁盘,1,磁盘,0,D6,D7,D8,条带,2,条带深度,D4,D3,D5,条带,1,D1,条带,0,D2,D0,7,RAID,关键技术,-,数据组织方式（,2/2,）,条带化的数据组织方式，实现了多块磁盘并发,/,并行存取数据，提高了数据存取效率。,磁盘,2,磁盘,1,磁盘,0,D6,D7,D8,D4,D3,D5,D1,D2,D0,并行,读取数据,D0,、,D1,、,D2,并,发读取数据,D0,、,D1,、,D2,I/O-1,读取数据,D0,、,D1,、,D2,I/O-1,读取,D0,I/O-2,读取,D1,I/O-3,读取,D2,并发,：指多个物理磁盘一对一同时响应多个,I/O,请求。,并行,：指多个物理磁盘同时响应一个,I/O,请求。,8,RAID,关键技术,-,数据保护方式（,1/2,）,方法一：镜像方式数据镜像冗余备份,磁盘,0,磁盘,1,1,1,1,1,0,0,数据盘,镜像,盘,9,RAID,关键技术,-,数据保护方式（,2/2,）,方法二：奇偶校验方式。奇偶校验采用异或（计算符号）算法-相同为假，相异为真。,数据奇偶校验冗余备份,磁盘,0,磁盘,1,磁盘,2,1,0,1,1,1,0,0,0,0,数据盘,1,检验盘,数据盘,0,10,RAID,基本概念与实现方式,RAID,技术及其应用,RAID,的数据保护及,RAID,状态,RAID,和,LUN,的关系,RAID,组与逻辑卷的关系,11,RAID,级别与分类标准,RAID,技术将多个单独的物理硬盘以不同的方式组合成一个逻辑盘，提高了硬盘的读写性能和数据安全性，根据不同的组合方式可以分为不同的,RAID,级别。,RAID0,RAID1,RAID3,RAID5,RAID6,RAID10,RAID50,常用,RAID,级别,12,RAID 0,：一种简单的、无数据校验的,数据条带化,技术。,安全性：不提供冗余策略。,性能：数据以条带形式均匀分布于各个硬盘，支持并发/行读写。,RAID 0,数据组织方式,RAID 0,磁盘,0,磁盘,1,A1,A2,A3,A4,13,RAID 0,工作原理,-,数据写入,D0,D0,D1,D2,D3,D4,D5,D0,D1,D2,D3,D4,D5,写入数据块,D0,写入数据块,D1,写入数据块,D2,D3,D1,D2,D3,D4,D5,磁盘,0,磁盘,1,逻辑磁盘,无数据冗余的,条带化,阵列,14,RAID 0,工作原理,-,数据读取,读取数据块,D1,逻辑磁盘,D0,D1,D2,D3,D4,D5,D0,D2,D4,D5,D3,D1,读取数据块,D2,，,D3,读取数据块,D0,磁盘,0,磁盘,1,无数据冗余的,条带化,阵列,D0,D1,D2,D3,D4,D5,15,RAID,0,数据保护方式,RAID 0,不提供数据冗余保护，阵列中的任何一个硬盘失效都将导致整个,RAID,组的数据丢失。,D0,D1,D2,D3,D4,D5,D6,D7,D8,RAID 0,磁盘,0,磁盘,1,磁盘,216,RAID,0,应用场景与优缺点,优缺点（注：阵列磁盘成员数为,N,）：,RAID,0,适合于读写性能要求较高但安全性要求不高的应用，如存储高清电影、图形工作站等。,RAID 0,特点,备注,优点,读性能高,支持并发,/,并行读取,写性能高,支持并发,/,并行写入,空间利用率,高,100%,缺点,安全性低,无冗余保护,其他,最小硬盘数,2,盘,有效容量,N个磁盘容量总和,17,RAID 1,：又称镜像（,Mirroring,），,通过磁盘镜像实现数据冗余的技术,。,安全性：全冗余组合模式（镜像备份）。,性能：不支持并发/行写，支持并发/行读。,RAID 1,数据组织方式,RAID 1,磁盘,1,磁盘,0,A1,A1,A2,A2,RAID 1,18,D2,D1,D0,D2,D1,D0,磁盘,1,磁盘,0,镜像冗余阵列,RAID 1,工作原理,-,数据写入,D0,D1,D2,写入数据块,D0,D2,D1,D0,D2,写入数据块,D1,、,D2,等效逻辑磁盘,19,磁盘,1,磁盘,0,D2,D1,D0,D0,D1,D2,镜像冗余阵列,RAID 1,工作原理,-,数据读取,D0,D1,D2,D2,D1,D0,D2,读取数据块,D0,读取数据块,D1,、,D2,等效逻辑磁盘,20,RAID 1,的数据盘与镜像盘具有相同的内容，当数据盘出现故障时，可以使用镜像盘恢复数据。,镜像盘正常,RAID,1,数据保护方式,RAID 1,磁盘,0,磁盘,1,D2,D2,D1,D1,D0,D0,数据盘故障,21,RAID,1,应用场景与优缺点,优缺点（注：阵列磁盘成员数为,N,）：,RAID 1,适用于随机性较大、安全性要求高的应用，如服务器、数据库存储等。,RAID 1,特点,备注,优点,读性能高,支持并发,/,并行读取,安全性高,允许N-1个磁盘故障,缺点,写性能差,不支持并行,/,并发写,空间利用率低,N-1个磁盘作为镜像盘,其他,最小硬盘数,2,盘,有效容量,N个磁盘中最小磁盘的容量,22,T,H,A,N,K,S,23,个人观点供参考，欢迎讨论,