网络存储的速度与安全网络存储的速度与安全.pdf

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1、网络存储的速度与安全网络存储的速度与安全———浅谈RAID的应用摘要：本文以网络数据存储中的RAID技术为基础，根据当前校园网络的发展，分析了在网络存储的时代，如何以合适的价格，获得尽可能高的网络数据存取速度，并保障网络数据存储的安全性。关键词：RAID，速度，安全。RAID技术简释一、RAIDRAID：即RedundantArrayofIndependentDisks，冗余磁盘阵列技术。二、RAID模式RAID0：又称Striping阵列，做RAID0需要两上或两个以上的、容量相同的硬盘，N个硬盘做成RAID0后的硬盘容量为单个硬盘的N倍。在做数据存储时将数据分割存储到多块硬盘上，磁盘读

2、写时负载平均分配到多块硬盘，由于多块硬盘均可同时读写，所以速度显著提升。也正是由于数据被分割存储到多块硬盘，所以数据的完整性依赖于多块硬盘数据均完好无损，一旦其中一块硬盘的数据损坏或磁盘故障，那么所有的数据都将丢失。所以RAID0数据存取性能好、速度快，但可靠性差，RAID0通常用于对磁盘性能要求高但对数据安全性要求不高的场合。RAID1：又称Mirror阵列，做RAID1需要两个容量相同的硬盘，两个硬盘做成RAID1后的硬盘容量为单个硬盘容量。在做数据存储时将同样的数据写入两块硬盘，两块硬盘互为镜像盘，当一块硬盘中的数据受损或磁盘故障时，另一块硬盘可继续工作，并可在需要时重建RAID1阵

3、列。但RAID1不能提升磁盘性能，RAID1适合对数据可靠性要求严格的场合。RAID2：带海明码校验磁盘阵列，RAID2是为大型机和超级计算机开发的。磁盘驱动器组中的第一个、第二个、第四个⋯⋯第2的n次幂个磁盘驱动器是专门的校验盘，用于校验和纠错，例如七个磁盘驱动器的RAID2，第一、二、四个磁盘驱动器是纠错盘，其余的用于存放数据。使用的磁盘驱动器越多，校验盘在其中占的百分比越少。RAID2对大数据量的输入输出有很高的性能，但少量数据的输入输出时性能不好。由于海明码的特点，它可以在数据发生错误的情况下将错误校正，以保证输出的正确。它的数据传送速率相当高，如果希望达到比较理想的速度，那最好提

4、高保存校验码的硬盘性能，对于控制器的设计来说，它又比RAID3、4、5要简单。但是利用海明码校验必须要付出数据冗余的代价。RAID3：做RAID3至少需要三块硬盘，N个硬盘做成RAID3后的硬盘容量为单个硬盘的N-1倍。RAID3是将数据先做XOR运算，产生ParityData后，再将数据和ParityData以并行存取模式写入成员磁盘驱动器中，进一步来说，RAID3每一笔数据传输，都更新整个Stripe﹝即每一个成员磁盘驱动器相对位置的数据都一起更新﹞，因此不会发生需要把部分磁盘驱动器现有的数据读出来，与新数据作XOR运算，再写入的情况发生。因此，在所有RAID级别中，RAID3的写入性

5、能是最好的。RAID3的ParityData一般都是存放在一个专属的ParityDisk，但是由于每笔数据都更新整个Stripe，因此，RAID3的ParityDisk并不会如RAID4的ParityDisk，会造成存取的瓶颈。RAID3需要RAID控制器特别功能的支持，RAID3以其优越的写入性能，特别适合用在大型、连续性档案写入为主的应用。RAID4：带奇偶校验码的独立磁盘结构，做RAID4至少需要三块硬盘，RAID4和RAID3很相似，不同的是RAID4对数据的访问是按数据块进行的，也就是按磁盘进行的，每次是一个盘。RAID3是一次一横条，而RAID4一次一竖条。所以RAID3常须访

6、问阵列中所有的硬盘驱动器，而RAID4只须访问有用的硬盘驱动器。这样读数据的速度大大提高了，但在写数据方面，需将从数据硬盘驱动器和校验硬盘驱动器中恢复出的旧数据与新数据通过异或运算，然后再将更新后的数据和检验位写入硬盘驱动器，所以处理时间较RAID3长。RAID5：类似于RAID0，做RAID5至少需要三块硬盘，N个硬盘(N>2)做成RAID5后的硬盘容量为单个硬盘的N-1倍，在做数据存储时将数据的每个字节按bit拆分到硬盘，在数据出错时可以按奇偶校验码重建数据，容错能力强于RAID0，但它需要一块硬盘来容纳额外的奇偶校验信息。RAID5的ParityData分散写入到各个成员磁盘驱动器，

7、脱离如RAID4单一专属ParityDisk的写入瓶颈。但是，RAID5在做数据写入时，仍然稍微受到"读、改、写过程"的拖累。当RAID5的成员磁盘驱动器数目越多，其性能也就越高，但是反过来说，成员磁盘驱动器越多，RAID5中可能有磁盘驱动器故障的机率就越高，整个阵列的可靠度就会降低。基本上来说，多人多任务的环境，存取频繁，数据量不是很大的应用，都适合选用RAID5架构。RAID6：带有两种分布存储的奇偶校验码的独立磁盘