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时间:2018-10-20
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1、raid5和raid6的数据安全性比较磁盘阵列(diskarray)可以有效的提高存储系统的可靠性和性能,同时也存在显著的缺点,那就是由于多个设备(磁盘)同时使用,导致了可靠性降低(从概率的角度来讲:N个设备的可靠性是一个设备的1/N)。 RAID(Redundantarrayofinexpensivedisk)就是为了解决这个问题而产生的,RAID通过给磁盘阵列增加冗余磁盘提高了磁盘阵列的可靠性。所谓冗余磁盘,即该磁盘不用于存放实际数据,而用来存放一些冗余信息,而这些冗余信息可用来在必要的时候进行有效数据恢复,从而增加磁盘阵列的可靠性
2、,翻译成中文应该叫廉价磁盘冗余阵列。 在RAID6出现之前,RAID已经有了从RAID0~RAID5六个版本。那么我们已经有了这么多的RAID方式,提供了相当级别的可靠性保护,为什么我们还需要RAID6?在这里,我们这里先比较研究一下几种比较有代表性的RAID方式:磁盘冗余家族概览 目前应用最广泛,支持设备最多的RAID方式主要是RAID0,RAID1和RAID5 (1)无冗余(RAID0):RAID0实际上不能算做真正的RAID技术,它只是实现了磁盘阵列存放数据的带状分布。虽然提高了大规模数据访问的性能,但是RAID0并没有冗余容
3、错的功能,因为它本身并无冗余,所以可以说这里的RAID0是个误称。 (2)镜像(RAID1):RAID1同样实现了数据的带状分布,与RAID0所不同的是,在数据写入一个磁盘的时候,同时在另一个磁盘做相应的镜象。因此,RAID1虽然有数据容错功能,但是其对磁盘的利用率实在比较底,仅为50%。数据分布示意图(以4块磁盘组成的阵列为例):下载(18.05KB)2012-2-711:47注释:其中d1,d2等表示存放的数据,d1’,d2’分别表示了数据d1和d2的备份。 (3)奇偶校验(RAID5):相对于RAID1比较,RAID5也是仅
4、仅实现了单个磁盘的冗余纠错功能,但是却大大提高了磁盘的有效利用率。以RAID5(4D+P)为例子来讲,使用4块磁盘存放数据位,使用1块磁盘存放校验位。其基本原理是这样的:根据条带化的数据4D(使用四位数据)生成一位的校验信息,存放在第五块磁盘中。 生成P校验位的公式一般是这样的: P=D1⊕D2⊕D3⊕D4 P为校验位,D1~D4分别代表四个数据位,⊕表示异或操作。 可以看到,当D1,D2,D3,D4中其余的一个数据丢失的时候,可以利用其余的三个数据位和校验位P进行恢复,具体的恢复公式如下: 例如,当D1丢失的时候,D1=D2⊕
5、D3⊕D4⊕P 同时可以看到,当两快磁盘出现故障的时候,RAID5无法恢复。 数据分示意布图(以4D+1P为例):下载(20.51KB)2012-2-711:47 其中,P1为数据位d0,d1,d2,d3的校验信息,P2为数据位d4,d5,d6,d7的校验信息等等。可以看到,校验信息并非存放在一块固定的磁盘上的,而是存放在不同的磁盘的,这样可以平衡各个磁盘的读写次数,从而平衡各个磁盘的使用频率(因为校验位的读写要相对频繁一点)。 RAID5已经提供了一定程度的可靠性,然而也牺牲了一定的读取速度。特别是在RAID重构作业中,大量的数
6、据读写操作增加硬盘的负担,旧的硬盘更容易发生故障。RAID5的局限性还表现在RAID5仅能在一块硬盘发生故障的情况下修复数据,如果2块硬盘同时发生故障,RAID5则无能为力。 以前,两块盘同时坏的情况是小概率事件,几乎不可能发生。但是近来随着光纤(FC)盘和SATA盘的容量和密度不断增加,使得RAID5的重建时间也不断增加。两块硬盘同时损坏的概率也大幅增加,在企业级存储上,这种风险必须得到重视。所以RAID6应需诞生了。 RAID6同RAID5最大的区别就是在RAID5的基础上除了具有P校验位以外,还加入了第2个校验位Q位。以RAID
7、6(6D+1P+1Q)为例子,这个系统需要8块硬盘,其中6块用于存放数据,1块用于存放P校验位,1块用于存放Q校验位。当然,我得又一次强调,并非某个具体的独立的盘全部用来存放P校验信息,另外一个Q校验信息。而是对于某个位组(6个数据位+P位+Q位)来说,采用某种原则,6块盘上存放数据位,1块盘存放P位,1块盘用来存放Q位。 其数学原理如下: 校验位的生成: P=D1⊕D2⊕D3⊕D4⊕D5⊕D6 Q=GF(D1)⊕GF(D2)⊕GF(D3)⊕GF(D4)⊕GF(D5)⊕GF(D6) D1~D6:条带化的数据 P:P校验位 Q
8、:Q校验位 ⊕:异或操作 GF(D1):对D1位进行GaloisField变换。 当一块磁盘出现数据错误或者丢失的时候,恢复方法同RAID5,无须使用Q校验位。当两块磁盘上的数据出现错误
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