不同RAID级别的性能和安全性浅析
2009-09-08 00:00:00 来源：WEB开发网 闂傚倸鍊搁崐鎼佸磹閹间礁纾归柟闂寸绾剧懓顪冪€ｎ亜顒㈡い鎰Г閹便劌顫滈崱妤€骞婄紓鍌氬€瑰銊╁箟缁嬫鍚嬮柛顐線缂冩洟姊婚崒娆戭槮婵犫偓闁秵鎯為幖娣妼缁愭鏌″搴′簽濞戞挸绉甸妵鍕冀椤愵澀娌梺缁樻尪閸庣敻寮婚敐澶婂嵆闁绘劖绁撮崑鎾诲捶椤撴稑浜炬慨妯煎亾鐎氾拷
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随着RAID 技术的不断推广，用户有时很难全面了解不同 RAID 级别具体表示什么意思。大多数人都知道 RAID 0 和 RAID 5 的含义，但了解诸如 RAID 60 和 RAID 5EE等其他 RAID 级别工作原理的人却寥寥无几。
不同的 RAID 级别对应于不同的性能、容量和可靠性，代表了这三种关键参数的不同平衡组合。
不同RAID的性能、容量和可靠性
从最基本的角度来说，所有 RAID 级别均建立在 RAID 0、1、5 和 6 这几个基本 RAID 级别基础之上。一些 RAID 级别衍生出某些少见的变种，比如RAID 1E、5E 和 5EE，它们与 RAID 1、5 的特性相似，不过更丰富一些。
下表归纳了四种基本 RAID 级别的工作原理，并根据性能参数、可靠性要求和用户愿意提供的可用容量比较不同阵列方式的优缺点。
更多、更复杂的RAID形式
RAID级别可以相互组合或通过扩展，形成诸如 RAID 10、50和60 等 RAID 级别。人们往往对这种扩展的 RAID 级别不甚了解。不过，这些复杂的 RAID 级别添加了一些极其有趣的特性，比方说：
1、R1E(2 个以上磁盘或奇数磁盘的镜像)
2、R5E(与 R5 一样，但支持“热”备用磁盘容量)
3、R5EE(与 R5E 一样，但每个条带都支持“热”备用磁盘)
需要进一步考虑的是 RAID 10、50 和 60 等复杂的 RAID 级别，它们提供了一些非常有趣的未知特性。它们基本上能提供相同级别、和尺寸的 RAID 卷组合，此外采用RAID 0 方式在他们之间分配条带化数据，以此平衡性能。
比方说，20 个驱动器组成的 RAID 50，可分成 4个 RAID 5 阵列，每个阵列有 5 个磁盘，然后这四个 RAID 5 阵列之间采用 RAID 0方式配置条带化数据。不过，问题在于，为什么要选择 20 个磁盘组成 RAID 50 这种复杂的 RAID级别，而不用 20 个同样的磁盘组成简单的 RAID 5 呢?
主要原因在于，如果我们看看 RAID 5 的读取性能就会发现，在降级模式时其读取性能非常差。为了从坏块/死盘恢复数据，必须读取 19 个没问题的磁盘，并对每个磁盘进行 18 次 XOR 运算，而后才能返回数据。也就是说，这时的读取速度仅为正常读取速度的二十分之一，而且涉及的磁盘越多，读取性能就变得更糟。同样，重构也非常复杂。假设每个磁盘为 1TB，如果重构的话，那么就需要移动 20 TB 的数据，XOR 为 19TB(这可能需要数周才能完成)。
不过，如果使用了 RAID 50，丢失的数据可以由故障阵列重新生成。如果采用 5 个磁盘阵列，那么只需要 4 次读取和 3 次XOR 运算就可返回数据，比 RAID 5 的效率提高了 5 倍。RAID 5 只使用一个奇偶磁盘，而RAID 50 每个扩展的磁盘阵列都使用一个奇偶磁盘，也就是每个扩展的磁盘阵列有 4 个奇偶磁盘。由此可见，这时我们需要在容量和性能之间加以权衡。重构也一样，1TB 数据的重构需要移动 5TB 数据，XOR为 4TB，尽管这仍然需要很长的时间，但比 RAID 5 还是缩短了4倍。
配置可能非常复杂，但只要我们大概了解到底需要解决哪些问题，就能针对不同应用确定采用哪种 RAID 级别最合适。说到底，肯定要在性能、容量和可靠性三者之间进行权衡取舍。
用户如何让 RAID 满足其特定需求呢?RAID 是一种提供众多选项的复杂子系统。为了选择最佳选项，管理基础设施需要不断发展，帮助用户从以技术为主导的选择方式(也就是重点考虑 RAID 级别、条带大小、高速缓存模型等)向以解决问题为导向(也就是更多关心性能、安全性、读/写等)或专用解决方案(也就是针对 Microsoft Exchange或Oracle DB等具体应用的要求)方向转型。这样，用户就能集中精力思考解决方案本身，而不用为机械技术问题而苦恼。
随着数据的不断增长，RAID 今后会为用户带来怎样的帮助?
考虑到 RAID 可管理大型卷，其使用肯定会不断扩展，RAID 使用户受益的领域包括：
1、可管理性(如上所述)
2、可靠性：对极大的磁盘来说，重构时间可能慢得让人无法忍受。上述新的 RAID 级别可最大限度地缩短重构时间。
3、SSD 在存储器分层结构中支持全新设备类型，RAID 将由此受益。
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