在實際的應用中,RAID2~4并不存在,因為RAID5已經涵蓋了所需的功能。因此RAID2~4目前只有在研究領域有實作,而在實際應用上則以RAID 0、1、0+1、5或RAID6為主。對于普通用戶來說,用的最多的也就是RAID 0、1、0+1和RAID 5。
RAID 0:無差錯控制的帶區組
要實現RAID0必須要有兩個以上硬盤驅動器,RAID0實現了帶區組,數據并不是保存在一個硬盤上,而是分成數據塊保存在不同驅動器上。因為將數據分布在不同驅動器上,所以數據吞吐率大大提高,驅動器的負載也比較平衡。如果剛好所需要的數據在不同的驅動器上效率最好。它不需要計算校驗碼,實現容易。它的缺點是它沒有數據差錯控制,如果一個驅動器中的數據發生錯誤,即使其它盤上的數據正確也無濟于事了。不應該將它用于對數據穩定性要求高的場合。如果用戶進行圖象(包括動畫)編輯和其它要求傳輸比較大的場合使用RAID0比較合適。同時,RAID可以提高數據傳輸速率,比如所需讀取的文件分布在兩個硬盤上,這兩個硬盤可以同時讀取。那么原來讀取同樣文件的時間被縮短為1/2。在所有的級別中,RAID 0的速度是最快的。但是RAID 0沒有冗余功能的,如果一個磁盤(物理)損壞,則所有的數據都無法使用。
如果兩塊硬盤:160G+120G=240G
RAID 1:鏡象結構
對于使用這種RAID1結構的設備來說,RAID控制器必須能夠同時對兩個盤進行讀操作和對兩個鏡象盤進行寫操作。通過下面的結構圖您也可以看到必須有兩個驅動器。因為是鏡象結構在一組盤出現問題時,可以使用鏡象,提高系統的容錯能力。它比較容易設計和實現。每讀一次盤只能讀出一塊數據,也就是說數據塊傳送速率與單獨的盤的讀取速率相同。因為RAID1的校驗十分完備,因此對系統的處理能力有很大的影響,通常的RAID功能由軟件實現,而這樣的實現方法在
服務器負載比較重的時候會大大影響
服務器效率。當您的系統需要極高的可靠性時,如進行數據統計,那么使用RAID1比較合適。而且RAID1技術支持“熱替換”,即不斷電的情況下對故障磁盤進行更換,更換完畢只要從鏡像盤上恢復數據即可。當主硬盤損壞時,鏡像硬盤就可以代替主硬盤工作。鏡像硬盤相當于一個備份盤,可想而知,這種硬盤模式的安全性是非常高的,RAID 1的數據安全性在所有的RAID級別上來說是最好的。但是其磁盤的利用率卻只有50%,是所有RAID級別中最低的。
如果兩塊硬盤:160G+120G=120G
RAID5:分布式奇偶校驗的獨立磁盤結構
RAID5的讀出效率很高,寫入效率一般,塊式的集體訪問效率不錯。因為奇偶校驗碼在不同的磁盤上,所以提高了可靠性,允許單個磁盤出錯。RAID 5也是以數據的校驗位來保證數據的安全,但它不是以單獨硬盤來存放數據的校驗位,而是將數據段的校驗位交互存放于各個硬盤上。這樣,任何一個硬盤損壞,都可以根據其它硬盤上的校驗位來重建損壞的數據。硬盤的利用率為n-1。但是它對數據傳輸的并行性解決不好,而且控制器的設計也相當困難。RAID 3 與RAID 5相比,重要的區別在于RAID 3每進行一次數據傳輸,需涉及到所有的陣列盤。而對于RAID 5來說,大部分數據傳輸只對一塊磁盤操作,可進行并行操作。在RAID 5中有“寫損失”,即每一次寫操作,將產生四個實際的讀/寫操作,其中兩次讀舊的數據及奇偶信息,兩次寫新的數據及奇偶信息。RAID-5的話,優點是提供了冗余性(支持一塊盤掉線后仍然正常運行),磁盤空間利用率較高(N-1/N),讀寫速度較快(N-1倍)。RAID5最大的好處是在一塊盤掉線的情況下,RAID照常工作,相對于RAID0必須每一塊盤都正常才可以正常工作的狀況容錯性能好多了。因此RAID5是RAID級別中最常見的一個類型。RAID5校驗位即P位是通過其它條帶數據做異或(xor)求得的。計算公式為P=D0xorD1xorD2…xorDn,其中p代表校驗塊,Dn代表相應的數據塊,xor是數學運算符號異或。
RAID10/01:高可靠性與高效磁盤結構
這種結構無非是一個帶區結構加一個鏡象結構,因為兩種結構各有優缺點,因此可以相互補充,達到既高效又高速還可以互為鏡像的目的。大家可以結合兩種結構的優點和缺點來理解這種新結構。這種新結構的價格高,可擴充性不好。主要用于容量不大,但要求速度和差錯控制的數據庫中。
其中可分為兩種組合:RAID10和RAID01
RAID 10是先鏡射再分區數據。是將所有硬盤分為兩組,視為是RAID 0的最低組合,然后將這兩組各自視為RAID 1運作。RAID 10有著不錯的讀取速度,而且擁有比RAID 0更高的數據保護性。
RAID 01則是跟RAID 10的程序相反,是先分區再將數據鏡射到兩組硬盤。它將所有的硬盤分為兩組,變成RAID 1的最低組合,而將兩組硬盤各自視為RAID 0運作。RAID 01比起RAID 10有著更快的讀寫速度,不過也多了一些會讓整個硬盤組停止運轉的機率;因為只要同一組的硬盤全部損毀,RAID 01就會停止運作,而RAID 10則可以在犧牲RAID 0的優勢下正常運作。
RAID 10巧妙的利用了RAID 0的速度以及RAID 1的保護兩種特性,不過它的缺點是需要的硬盤數較多,因為至少必須擁有四個以上的偶數硬盤才能使用。