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磁盘阵列技术


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磁盘阵列简称RAID（Redundant Array of Independent Disk），是由很多价格较便宜的磁盘，组合成一个容量巨大的磁盘组，利用个别磁盘提供数据所产生加成效果提升整个磁盘系统效能。利用这项技术，将数据切割成许多区段，分别存放在各个硬盘上。

过去十几年来，CPU的处理速度增加了50多倍，内存的访问速度也大幅增加，而数据存储装置（主要是指磁盘）的访问速度只增加了3～4倍，形成计算机系统的瓶颈。1987年，加利福尼亚大学伯克利分校提出了磁盘阵列的概念，并设计出容错、逻辑数据备份等，从而产生了RAID理论。

磁盘阵列中针对不同的应用使用的不同技术，称为RAID等级，每一个等级代表一种技术，等级并不代表技术的高低。目前业界最经常应用的RAID等级是RAID0、RAID1、RAID5或者这些技术的组合，如RAID0+1或RAID1+0或RAID5+3。选择哪一种RAID技术取决于用户的操作环境及应用需求，部分RAID技术性能比较如下表所示。

RAID常用级别的比较

续表

RAID 10和RAID 01的区别。RAID 10和RAID 01是两种逻辑方式不同的组合。RAID 10是先镜像后条带，即先将硬盘纵向作镜像，然后再横向作条带。在这种情况下，只要不是同一个镜像组中的几块硬盘同时坏掉，RAID组都不会崩溃。即同一个镜像组的硬盘不能同时坏掉。

RAID 01是先条带后镜像，即先将硬盘横向作条带，然后再纵向作镜像。在这种情况下，只要不是两个条带上同时有硬盘坏掉，则整个RAID组都不会崩溃。不管发生介质损坏的两块硬盘是否是镜像盘。即不同条带组的硬盘不能同时坏掉。

RAID 10和RAID 01在性能上基本相同，但RAID 01发生故障的概率要大于RAID 10。所以一般情况下都选择RAID 10。

要实现RAID0，如下图所示，必须要有两个或两个以上磁盘驱动器。RAID0是把所有的磁盘并联起来成为一个大的磁盘组，其容量为所有属于这个组的磁盘的总和。所有数据的存取均以并行分割方式进行。由于所有存取的数据均以平衡方式存取到整组磁盘里，存取的速度非常快。磁盘数量越多的RAID0阵列，其存取的速度就越快。缺点在于它和普通磁盘一样没有数据差错控制，如果一个驱动器中的数据发生错误，不能利用其他磁盘的数据重组还原回来。一般来讲，不应该将RAID0用于对数据稳定性要求高的场合，可用于一些已有原数据载体的多媒体文件的高速读取环境，如视频点播系统的数据共享部分等。

RAID0

RAID1，如下图所示，是磁盘镜像备份操作，由两个磁盘组成。其中一个是主磁盘，另一个是镜像磁盘。主磁盘的数据会不停地被镜像到另外一个镜像磁盘上。由于所有主磁盘数据会不停地镜像到另外一个磁盘上，故RAID1具有很高的冗余能力，最高达到100%。它的容量效率非常低，只有50%。RAID1技术支持“热替换”，即在不断电的情况下对故障磁盘进行更换，更换完毕只需恢复数据即可。当主磁盘损坏时，镜像磁盘就可以代替主磁盘工作。镜像磁盘相当于一个备份盘。RAID1只支持成对磁盘操作，容量非常有限，故一般只用于操作系统中。

RAID1

RAID5，如下图所示，也是一种具有容错能力的RAID操作方式，但与RAID 3不一样的是，RAID5的容错方式不使用专用的容错磁盘，容错信息平均地分布到所有磁盘上。当阵列中有一个磁盘失效时，磁盘阵列可以从其他的几个磁盘的对应数据中算出已丢失的数据。由于需要保证失去的信息可以从另外的几个磁盘中算出来，就需要在一定容量的基础上多用一个磁盘以保证其他的成员磁盘可以无误地重组失去的数据。从容量效率来讲，RAID5同样消耗了一个磁盘的容量，当有一个磁盘失效时，失效磁盘的数据可以从其他磁盘的容错信息中重建出来，但如果有两个磁盘同时失效，则所有数据将尽失。

RAID5

RAID10

RAID10，如上图所示，和RAID01，如下图所示，实际是将RAID0和RAID1标准结合的产物，在连续地以位或字节为单位分割数据并且在并行读／写多个磁盘的同时，为每一块磁盘做磁盘镜像进行冗余。它的优点是同时拥有RAID0的超凡速度和RAID1的数据高可靠性，但是CPU占用率同样也更高，而且磁盘的利用率比较低。这种新结构的价格高，可扩充性不好，主要用于容量不大，但要求速度和差错控制的数据库中。

RAID01

本知识点历年真题：

隶属试卷

题号/题型

题干

难度系数/错误率

   2019年下半年
   信息系统运行管..
   上午试卷综合知识

第36题
选择题

关于RAID10的描述，不正确的是：(36)。

85%

   2018年下半年
   信息系统运行管..
   上午试卷综合知识

第36题
选择题

服务器有三块硬盘，当磁盘阵列中有一个磁盘失效时，磁盘阵列可以从其他的两个磁盘对应数据中算出已丢失的数据，这种容错技术采用的是（36)。

30%


	相关知识点：
	双机热备常用备份相关技术

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