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磁盘阵列怎么做(oracle驱动jar包)

时间:2023-05-04 23:19:05 阅读:68401 作者:4772

RAID的基本思想是将多个相对便宜的硬盘组合起来,成为更大容量、更安全的硬盘组。 目前,现有的RAID硬盘组方案至少有几十种,其中最常用的是RAID5和RAID10硬盘组方案。 基于软件的raid (软raid )是基于软件的raid。 由于许多当前服务器操作系统都集成了RAID功能,因此它可能是最常用的RAID阵列。

硬RAID (此处仅讨论基于总线的RAID )由集成RAID功能的主机总线适配器)控制,并直接连接到服务器的系统总线。

RAID 0

RAID 0称为条带化存储,它将数据连续分布存储在每个硬盘上。 每个硬盘都有专用的磁盘控制器,呈条纹状。 在系统有数据要求的情况下,可以在多个硬盘上并行处理,每个硬盘只需要处理自己硬盘上的一部分数据,这样的数据并行操作,可以充分提高系统总线的负荷,提高整个阵列的性能。 当前存储速度最快的类型,如果一个硬盘出现故障或损坏,所有数据都将无法恢复。

数据分成块依次保存在各硬盘中。 由于数据分布在各硬盘中,所以所有数据的读写负载也分布在不同的硬盘中,其负载平衡。 由于没有容错数据,如果一个磁盘上的数据损坏并发送,则即使其他磁盘损坏,也无法恢复所有数据。 RAID0不适用于要求数据稳定性的数据存储,通常用于存储数据,如视频监控,从而提高数据存储速度。

RAID 1

RAID 1称为磁盘镜像。 在将一个磁盘上的数据镜像到另一个磁盘以最大限度地保证系统的可靠性和可修复性而不影响性能方面,具有高数据冗馀。 RAID 1具有以下特征: RAID 1中的每个磁盘都有对应的镜像磁盘,并且数据随时同步镜像,系统可以从一组镜像磁盘中的任意一个中读取数据。

磁盘的可用空间只有磁盘容量总数的一半,系统成本很高

如果系统中的镜像磁盘对中至少有一个磁盘可用,则即使一半数量的硬盘出现问题,系统也可以正常工作。

发生硬盘故障的RAID系统不再可靠,必须立即更换损坏的硬盘。 否则,剩下的镜像磁盘也将发生问题,整个系统将崩溃。

更换新磁盘后,原始数据同步镜像需要较长时间,外部数据访问不受影响,但会降低整个系统的性能。

RAID 1磁盘控制器的负载相当大,并且可以通过使用多个磁盘控制器提高数据的安全性和可用性。

RAID 1支持的热插拔机制是无需关闭电源即可更换故障磁盘,更换完成后只需从镜像磁盘恢复数据即可。 如果主硬盘损坏,镜像的硬盘将代替主硬盘。 镜像硬盘相当于备份磁盘,这种硬盘模式的安全性非常高,RAID 1的数据安全被认为是所有RAID级别最高的。 但是,磁盘利用率为50%,是所有RAID级别中最低的。

RAID2

RAID 2称为带汉明码检测的RAID技术,首先将数据条带化,分布在不同的硬盘上。 RAID 2应用汉明码检测提供数据错误检测和恢复机制。 这种检测技术要求将检测和恢复信息存储在多个磁盘上,因此RAID 2技术的实施变得复杂。 海明威检测技术的复杂性使RAID 2成为RAID技术中最复杂的水平之一。

在RAID 2中,一个硬盘在一个时间戳内只访问1位数据信息。 如下图所示,磁盘0、磁盘1、磁盘2、磁盘3是存储数据的硬盘(简称数据阵列),每个硬盘只能访问1位数据A1、A2、A3、A4……。 同样,磁盘4、磁盘5和磁盘6是存储检查数字的硬盘(也称为检查阵列),每个硬盘都包含相应的汉明码。 如果是4位的数据宽度,则需要4个数据硬盘和3个汉明码检查硬盘。 如果是64位的位宽呢? 数据阵列需要64个硬盘,而验证阵列需要7个硬盘。

在数据写入时,RAID 2在写入数据位的同时,计算它们的汉明码并写入校验阵列,在读取时也立即检查和纠正数据,最后发送到系统。 因为海明码只能纠正1位错误,所以RAID 2也只允许一个硬盘出现问题。 如果两个或多个硬盘出现问题,RAID 2上的数据将被破坏。 但是,由于数据是以位为单位并行传输的,所以传输速率也相当快。

RAID3:带奇偶校验的并行传输

RAID 3,此校验码与RAID2不同,不能只检查错误并纠正错误。 通过在访问数据时一次处理一个波段,提高读写速度。 并行存储数据,如RAID 0,但速度不如RAID 0快。

与RAID 2不同,RAID 3使用一个磁盘来存储奇偶校验信息。 如果一个磁盘发生故障,奇偶校验磁盘和其他数据磁盘可以重新生成数据。 禁用奇偶校验不会影响数据的使用。 RAID 3为大量连续数据提供了很好的传输速率,但对于随机数据,奇偶校验磁盘是写入瓶颈。 使用单独的检查磁盘保护数据具有很高的无镜像安全性,但硬盘利用率大幅提高,达到n-1。

RAID 3使用专用磁盘来存储所有验证数据,并在剩下的磁盘上创建具有区域集的分布式数据读写

操作。当一个完好的RAID 3系统中读取数据,只需要在数据存储盘中找到相应的数据块进行读取操作即可。但当向RAID 3写入数据时,必须计算与该数据块同处一个带区的所有数据块的校验值,并将新值重新写入到校验块中,这样无形虽增加系统开销。当一块磁盘失效时,该磁盘上的所有数据块必须使用校验信息重新建立,如果所要读取的数据块正好位于已经损坏的磁盘,则必须同时读取同一带区中的所有其它数据块,并根据校验值重建丢失的数据,这使系统减慢。当更换了损坏的磁盘后,系统必须一个数据块一个数据块的重建坏盘中的数据,整个系统的性能会受到严重的影响。RAID 3最大不足是校验盘很容易成为整个系统的瓶颈,对于经常大量写入操作的应用会导致整个RAID系统性能的下降。RAID 3适合用于数据库和WEB服务器等。

是将数据先做XOR 运算,产生Parity Data后,在将数据和Parity Data 以并行存取模式写入成员磁盘驱动器中,因此具备并行存取模式的优点和缺点。进一步来说,RAID 3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﹝这个情况在 RAID 4和RAID 5会发生,一般称之为Read、Modify、Write Process,我们姑且译为为读、改、写过程﹞。因此,在所有 RAID级别中,RAID 3的写入性能是最好的。

RAID 3 的 Parity Data 一般都是存放在一个专属的Parity Disk,但是由于每笔数据都更新整个Stripe,因此,RAID 3的 Parity Disk 并不会如RAID 4的 Parity Disk,会造成存取的瓶颈。

RAID 3 的并行存取模式,需要RAID 控制器特别功能的支持,才能达到磁盘驱动器同步控制,而且上述写入性能的优点,以目前的Caching 技术,都可以将之取代,因此一般认为RAID 3的应用,将逐渐淡出市场。

RAID 3 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,例如绘图、影像、视讯编辑、多媒体、数据仓储、高速数据撷取等等。

RAID4

RAID4是带奇偶校验码的独立磁盘结构,RAID4是RAID 3和RAID 0的结合,它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,RAID4的特点和RAID3也挺象,不过在失败恢复时,它的难度可要比RAID3大得多了,控制器的设计难度也要大许多,而且访问数据的效率不怎么好。

RAID4和RAID3很像,不同的是,它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。在图上可以这么看,RAID3是一次一横条,而RAID4一次一竖条。它的特点和RAID3也挺象,不过在失败恢复时,它的难度可要比RAID3大得多了,控制器的设计难度也要大许多,而且访问数据的效率不怎么好。

创建 RAID 4 需要三块或更多的磁盘,它在一个驱动器上保存校验信息,并以RAID 0方式将数据写入其它磁盘,如图所示。因为一块磁盘是为校验信息保留的,所以阵列的大小是(N-l)*S,其中S是阵列中最小驱动器的大小。就像在 RAID 1中那样,磁盘的大小应该相等.

如果一个驱动器出现故障,那么可以使用校验信息来重建所有数据。如果两个驱动器出现故障,那么所有数据都将丢失。不经常使用这个级别的原因是校验信息存储在一个驱动器上。每次写入其它磁盘时,都必须更新这些信息。因此,在大量写入数据时很容易造成校验磁盘的瓶颈,所以目前这个级别的RAID很少使用了。

RAID 4 是采取独立存取模式,同时以单一专属的Parity Disk 来存放Parity Data。RAID 4的每一笔传输资料较长,而且可以执行Overlapped I/O,因此其读取的性能很好。

RAID 5

RAID 5把校验块分散到所有的数据盘中。RAID 5使用了一种特殊的算法,可以计算出任何一个带区校验块的存放位置。这样就可以确保任何对校验块进行的读写操作都会在所有的RAID磁盘中进行均衡,从而消除了产生瓶颈的可能。RAID5的读出效率很高,写入效率一般,块式的集体访问效率不错。RAID 5提高了系统可靠性,但对数据传输的并行性解决不好,而且控制器的设计也相当困难。

RAID5 与 RAID4 之间最大的区别就是校验信息均匀分布在各个驱动器上,如上图所示,这样就避免了RAID 4中出现的瓶颈问题。如果其中一块磁盘出现故障,那么由于有校验信息,所以所有数据仍然可以保持不变。如果可以使用备用磁盘,那么在设备出现故障之后,将立即开始同步数据。如果两块磁盘同时出现故障,那么所有数据都会丢失。RAID5 可以经受一块磁盘故障,但不能经受两块或多块磁盘故障。

RAID 5是采取独立存取模式,但是其Parity Data 是分散写入到各个成员磁盘驱动器,因此,除了具备Overlapped I/O 多任务性能之外,同时也脱离如RAID 4单一专属Parity Disk的写入瓶颈。但是,RAID 5在做资料写入时,仍然稍微受到”读、改、写过程”的拖累。

由于RAID 5 可以执行Overlapped I/O 多任务,因此当RAID 5的成员磁盘驱动器数目越多,其性能也就越高,因为一个磁盘驱动器在一个时间只能执行一个 Thread,所以磁盘驱动器越多,可以Overlapped 的Thread 就越多,当然性能就越高。但是反过来说,磁盘驱动器越多,数组中可能有磁盘驱动器故障的机率就越高,整个数组的可靠度,或MTDL (Mean Time to Data Loss) 就会降低。

由于RAID 5将Parity Data 分散存在各个磁盘驱动器,因此很符合XOR技术的特性。例如,当同时有好几个写入要求发生时,这些要写入的数据以及Parity Data 可能都分散在不同的成员磁盘驱动器,因此RAID 控制器可以充分利用Overlapped I/O,同时让好几个磁盘驱动器分别作存取工作,如此,数组的整体性能就会提高很多。

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