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磁盤(pán)陣列的原理及相關(guān)知識(shí)( 三 )

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從上面兩點(diǎn)我們可以看出，disk spanning定義了RAID的基本形式，提供了一個(gè)便宜、靈活、高性能系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，而disk stripping解決了數(shù)據(jù)的存取效率和磁盤(pán)的利用率問(wèn)題，RAID 1至RAID 5是在此基礎(chǔ)上提供磁盤(pán)安全的方案 。
RAID 1
RAID 1是使用磁盤(pán)鏡像（disk mirroring）的技術(shù) 。磁盤(pán)鏡像應(yīng)用在RAID 1之前就在很多系統(tǒng)中使用，它的方式是在工作磁盤(pán)（working disk）之外再加一額外的備份磁盤(pán)（backup disk），兩個(gè)磁盤(pán)所儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)完全一樣，數(shù)據(jù)寫(xiě)入工作磁盤(pán)的同時(shí)亦寫(xiě)入備份磁盤(pán) 。
一般鏡像對(duì)磁盤(pán)的讀取有幾種方式：
1． 只讀取工作磁盤(pán)，鏡像磁盤(pán)只是作后備
2． 兩個(gè)硬盤(pán)同時(shí)讀取，采用選取回應(yīng)的磁盤(pán)的數(shù)據(jù)
3． 把不同的讀取要求分布在不同的磁盤(pán)上
4． 直接讀主磁盤(pán)，如主磁盤(pán)正忙，則讀取鏡像磁盤(pán)，如兩個(gè)磁盤(pán)都忙碌，則采用3的方式以分散負(fù)載
5． 把磁盤(pán)的容量分為兩半，一個(gè)磁盤(pán)只讀0至N/2（磁盤(pán)外側(cè)）的區(qū)域，另一磁盤(pán)只讀N/2至N（磁盤(pán)內(nèi)側(cè)）的區(qū)域 。
以上方式除1之外，其余都比單一磁盤(pán)的效能來(lái)的高，能提高多少和系統(tǒng)有關(guān)，但以5而言，如數(shù)據(jù)主不到磁盤(pán)的一半，則和單一磁盤(pán)無(wú)異 。
寫(xiě)入也有幾種方式：
1． 同時(shí)寫(xiě)入兩個(gè)磁盤(pán)，并等待兩個(gè)盤(pán)的數(shù)據(jù)完好 。這種方式比單個(gè)磁盤(pán)稍慢 。
2． 直接寫(xiě)入主磁盤(pán)，而在鏡像磁盤(pán)不忙時(shí)才寫(xiě)入，這樣比方式1有較好的性能，但在某些讀取的方式上會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)不一致，在引非同步情況之下，若主磁盤(pán)故障會(huì)使數(shù)據(jù)失落 。
磁盤(pán)鏡像不見(jiàn)得就是RAID 1，一般磁盤(pán)鏡像和RAID 1有兩點(diǎn)最大的不同：下圖為RAID 1，每一筆數(shù)據(jù)都儲(chǔ)存兩份：磁盤(pán)0 磁盤(pán)1 磁盤(pán)2 磁盤(pán)3
A0 A1 A2 A3
A4 A5 A6 A7
… … … …
4N-3 4N-2 4N-1 4N
從上圖可以看出：
R：N（可同時(shí)讀取所有磁盤(pán)）
W：N/2（同時(shí)寫(xiě)入磁盤(pán)數(shù)）
S：N/2（利用率）
讀取數(shù)據(jù)時(shí)可用到所有的磁盤(pán)，充分發(fā)揮數(shù)據(jù)分段的優(yōu)點(diǎn)；寫(xiě)入數(shù)據(jù)時(shí)，因?yàn)橛袀浞?，所以要?xiě)入兩個(gè)磁盤(pán)，其效率是N/2，磁盤(pán)空間的使用率也只有全部磁盤(pán)的一半 。
RAID 1無(wú)工作磁盤(pán)和備份磁盤(pán)之分，多個(gè)磁盤(pán)可同時(shí)動(dòng)作而有重疊（overlaping）讀取的功能，甚至不同的鏡像磁盤(pán)可同時(shí)作寫(xiě)入的動(dòng)作，這是一種最佳化的方式，稱(chēng)為負(fù)載平衡（load-balance） 。例如有多個(gè)用戶(hù)在同一時(shí)間要讀取數(shù)據(jù)，系統(tǒng)能同時(shí)驅(qū)動(dòng)互相鏡像的磁盤(pán)，同時(shí)讀取數(shù)據(jù)，以減輕系統(tǒng)的負(fù)載，增加I/O的性能 。
RAID 1的磁盤(pán)是以磁盤(pán)延伸的方式形成陣列，而數(shù)據(jù)是以數(shù)據(jù)分段的方式作儲(chǔ)存，因而在讀取時(shí)，它幾乎和RAID 0有同樣的性能 。從RAID的結(jié)構(gòu)就可以很清楚地看出RAID 1和一般磁盤(pán)鏡像的不同 。
這種方式又稱(chēng)為RAID 0 1，事實(shí)上就是RAID 0和RAID 1的結(jié)合，即在數(shù)據(jù)分段的情形下作鏡像 。這樣使得RAID 1有很好的存取性能，Oaraid?;磁盤(pán)陣列同時(shí)提供了這兩種方式 。
RAID 1當(dāng)其中一個(gè)磁盤(pán)故障時(shí)，就只能有一個(gè)磁盤(pán)的性能，故障磁盤(pán)更換后需重建或重鏡像數(shù)據(jù)，這要花較長(zhǎng)的時(shí)間，如果I/O很忙的話(huà)，并會(huì)對(duì)性能產(chǎn)生一些影響，但硬件磁盤(pán)陣列可用后臺(tái)（background）作業(yè)的方式做數(shù)據(jù)重建 。重建完成之前，RAID 1沒(méi)有任何完全保障 。和單一磁盤(pán)比較，RAID 1的讀出比較快，但寫(xiě)入比較慢，因?yàn)橐瑫r(shí)寫(xiě)入兩個(gè)磁盤(pán)，但RAID 0 1可增加其性能，因?yàn)槎鄠€(gè)磁盤(pán)可同時(shí)操作 。
很多人以為RAID 1/0 1要加一倍額外的磁盤(pán)，形成浪費(fèi)而不看好RAID 1，事實(shí)上磁盤(pán)越來(lái)越便宜，并不見(jiàn)得造成負(fù)擔(dān)，況且RAID 0 1有最好的容錯(cuò)（fault tolerence）能力，其效率也是除RAID 0之外最好的 。我們可視應(yīng)用的不同，在同磁盤(pán)陣列中使用不同的RAID level，如建聯(lián)科技公司的Oaraid?;系列都可在同一磁盤(pán)陣列中定義八個(gè)邏輯磁盤(pán)（logic disk）,分別使用不同的RAID level，例如分為C：，D：及E：三個(gè)邏輯磁盤(pán)（或LUN0，LUN1，LUN2） 。

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