计算机组成原理-学习笔记11-RAID

考前抱佛脚整理

Lecture 11 RAID

• 基本思想
• 将多个独立操作的磁盘按某种方式组织成磁盘阵列， 以增加容量
• 将数据存储在多个盘体上， 通过这些盘并行工作来提高数据传输率
• 采用数据冗余来进行错误恢复以提高系统可靠性

• 特性
• 由一组物理磁盘驱动器组成， 被视为单个逻辑驱动器
• 数据是分布在多个物理磁盘上
• 冗余磁盘容量用于存储校验信息， 保证磁盘万一损坏时能恢复数据

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RAID 0

以条带的形式

不采用冗余

高数据传输率

高速响应I/O请求

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RAID 1

简单地备份所有数据的方法来实现冗余

高速响应I/O请求： 高速响应I/O请求：

读请求可以选择寻道时间较小的那个

受限于写入较慢的磁盘

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RAID10 容错率更高

RAID 2

对位于同一条带的各个数据盘上的数据位计算校验码（通常采用海明码）

适用于多磁盘易出错环境，对于单个磁盘和磁盘驱动器已经具备高可靠性的情况没有意义（实际基本弃用）

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RAID 3

对所有数据盘上同一位置的数据计算奇偶校验码

非常小的数据条带

当某一磁盘损坏时，可以用于重构数据

非常高的数据传输率，对于大量读请求，性能改善特别明显

• 并行存取

  四个盘同时读写

次只能执行一个I/O请求，在面向多个IO请求时，性能将受损

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RAID 4

较大的数据条带

根据各个数据盘上的数据来逐位计算奇偶校验条带，奇偶校验位存储在奇偶校验盘的对应条带上

独立存取阵列更适合与需要高速 IO 请求的应用，而相对较少用于需要高数据传输率的场合。

当执行较小规模的I/O写请求时， RAID 4会遭遇写损失

• 对于每一次写操作， 阵列管理软件不仅要修改用户数据， 而且要修改相应的校验位
• 校验盘会成为瓶颈（实际基本弃用）

两读两写—— 两次读操作（数据盘、校验盘）、两次写操作（数据盘、校验盘）

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RAID 5

与RAID 4 组织方式相似（常用）

在所有磁盘上都分布了奇偶校验条带

访问时的“两读两写”：读在写前，读/写不需要并行

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RAID 6

采用两种不同的校验码，并将校验码以分开的块存于不同的磁盘中

提升数据可用性：只有在平均修复时间间隔内3个磁盘都出了故障，才
会造成数据丢失

写损失：每次写都要影响两个校验块（读3个写3个磁盘）

三读三写

总结

3 和 4 的区别在于，是不是一起转的

5 和 6 各有优劣

123：并行写（1不是同步轴）

23：并行读写（同步轴）

45(6?)：不能并行写，能IO并行处理

可靠性：6> 1 > 2345 > 0