RAID 1的磁盘是以磁盘延伸的方式形成阵列,而数据是以数据分段的方式作储存,因而 在读取时,它几乎和RAID 0有同样的性能。从RAID的结构就可以很清楚的看出RAID 1 和一般磁盘镜像的不同。
下图为RAID 1,每一笔数据都储存两份: 从图可以看出: R:N(可同时读取所有磁盘) W:N/2(同时写入磁盘数) S:N/2(利用率)
读取数据时可用到所有的磁盘,充分发挥数据分段的优点;写入数据时,因为有备份,所 以要写入两个磁盘,其效率是N/2,磁盘空间的使用率也只有全部磁盘的一半。
很多人以为RAID 1要加一个额外的磁盘,形成浪费而不看好RAID 1,事实上磁盘越来越 便宜,并不见得造成负担,况且RAID 1有最好的容错(fault tolerence)能力,其效率也 是除RAID 0之外最好的。
在磁盘阵列的技术上,从RAID 1到RAID 5,不停机的意思表示在工作时如发生磁盘故障, 系统能持续工作而不停顿,仍然可作磁盘的存取,正常的读写数据;而容错则表示即使磁 盘故障,数据仍能保持完整,可让系统存取到正确的数据,而SCSI的磁盘阵列更可在工 作中抽换磁盘,并可自动重建故障磁盘的数据。磁盘阵列之所以能做到容错及不停机, 是因为它有冗余的磁盘空间可资利用,这也就是Redundant的意义。
RAID 2
RAID 2是把数据分散为位(bit)或块(block),加入海明码Hamming Code,在磁盘阵列中 作间隔写入(interleaving)到每个磁盘中,而且地址(address)都一样,也就是在各个磁 盘中,其数据都在相同的磁道(cylinder or track)及扇区中。RAID 2的设计是使用共 轴同步(spindle synchronize)的技术,存取数据时,整个磁盘阵列一起动作,在各作磁 盘的相同位置作平行存取,所以有最好的存取时间(accesstime),其总线(bus)是特别的 设计,以大带宽(band wide)并行传输所存取的数据,所以有最好的传输时间(transfer time)。在大型档案的存取应用,RAID 2有最好的性能,但如果档案太小,会将其性能拉 下来,因为磁盘的存取是以扇区为单位,而RAID 2的存取是所有磁盘平行动作,而且是作 单位元的存取,故小于一个扇区的数据量会使其性能大打折扣。RAID 2是设计给需要连 续且大量数据的电脑使用的,如大型电脑(mainframe to supercomputer)、作影像处理 或CAD/CAM的工作站(workstation)等,并不适用于一般的多用户环境、网络服务器 (network server),小型机或PC。
RAID 2的安全采用内存阵列(memory array)的技术,使用多个额外的磁盘作单位错误校 正(single-bit correction)及双位错误检测(double-bit detection);至于需要多少个 额外的磁盘,则视其所采用的方法及结构而定,例如八个数据磁盘的阵列可能需要三个 额外的磁盘,有三十二个数据磁盘的高档阵列可能需要七个额外的磁盘。
RAID 3
RAID 3的数据储存及存取方式都和RAID 2一样,但在安全方面以奇偶校验(parity check)取代海明码做错误校正及检测,所以只需要一个额外的校检磁盘(parity disk)。 奇偶校验值的计算是以各个磁盘的相对应位作XOR的逻辑运算,然后将结果写入奇偶校 验磁盘,任何数据的修改都要做奇偶校验计算,如图:
如某一磁盘故障,换上新的磁盘后,整个磁盘阵列(包括奇偶校验磁盘)需重新计算一次, 将故障磁盘的数据恢复并写入新磁盘中;如奇偶校验磁盘故障,则重新计算奇偶校验值, 以达容错的要求.较之RAID 1及RAID 2,RAID 3有85%的磁盘空间利用率,其性能比RAID 2稍差,因为要 做奇偶校验计算;共轴同步的平行存取在读档案时有很好的性能,但在写入时较慢,需要 重新计算及修改奇偶校验磁盘的内容。RAID 3和RAID 2有同样的应用方式,适用大档 案及大量数据输出入的应用,并不适用于PC及网络服务器。
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