RAID5工作原理介紹


RAID5_01

RAID 5是一種存儲性能、數據安全和存儲成本兼顧的存儲解決方案。以四個硬盤組成的RAID 5為例,其數據存儲方式如圖4所示:圖中,P0為D0,D1和D2的奇偶校驗信息,P1為D3,D4,D5的奇偶校驗信息,以此類推。由圖中可以看出,RAID 5不對存儲的數據進行備份,而是把數據和相對應的奇偶校驗信息存儲到組成RAID 5的各個磁盤上,並且奇偶校驗信息和相對應的數據分別存儲於不同的磁盤上。當RAID 5的一個磁盤數據發生損壞后,利用剩下的數據和相應的奇偶校驗信息去恢復被損壞的數據。 RAID 5可以理解為是RAID 0和RAID 1的折衷方案。RAID 5可以為系統提供數據安全保障,但保障程度要比Mirror低而磁盤空間利用率要比Mirror高。RAID 5具有和RAID 0相近似的數據讀取速度,只是多了一個奇偶校驗信息,寫入數據的速度比對單個磁盤進行寫入操作稍慢。同時由於多個數據對應一個奇偶校驗信息,RAID 5的磁盤空間利用率要比RAID 1高,存儲成本相對較低。

RAID 5奇偶校驗信息——異或運算

1.異或的邏輯符號:^

2.異或的邏輯定義

同則假,異則真(0^0=0,1^1=0, 0^1=1 ,1^0=1)

3.計算機中的邏輯運算用1表示真,0表示假。

4.兩個字節按位異或的例子:

01111001 11100111 :異或運 ^ ------------------- 10011110

5.假設一個3個數字的異或運算模型 例:3塊硬盤HD1,HD2,HD3的數據信息全通過校驗盤HD4存放校驗信息

hd1 hd2 hd3 --hd4
0 0 0 --0
0 0 1 --1
0 1 0 --1
0 1 1 --0
1 0 0 --1
1 0 1 --0
1 1 0 --0
1 1 1 --1

從這個模型理解異或運算的概念:偶數個1的結果為0,奇數個1的結果為1;

圖解RAID 5

RAID的保存原理是用Bit Striping及當前主流Block Striping的分割方式,將Data分散保存至各硬盤中,當硬盤有受損時則經由XOR運算,再將存在其他各硬盤內的Parity Blocks及Data Stripe磁區的Data Blocks進行計算而重建資料Rebuild。

一、RAID 5 Striping 架構:RAID-5 Striping Mode RAID5_02 二、RAID 5 受損運作模式:RAID-5 Degraded Mode RAID5_03 三、RAID 5 XOR 復原:RAID-5 XOR Data Recovery RAID5_04

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