问答题 什么是独立磁盘的冗余阵列?它分为几级?各有什么特色?

【正确答案】使用多个磁盘来统一管理和组织磁盘上存储的数据,从而改善磁盘上数据传输速率和磁盘容错能力。这种系统称为独立磁盘的冗余阵列(RAID)。目前公认的RAID方案包括0~6共7层,简称RAID0~RAID6。
各自的特色是:
(1) RAID第0层使用磁盘阵列是在块一级以条带(strip)形式将数据循环地分布在各磁盘上。它既不包含磁盘镜像,也不包含奇偶校验位等任何冗余信息。可以实现两个或多个不同I/O请求的并行存取,具有较高的数据传输率。
(2) RAID第1层使用的磁盘阵列是通过复制所有的数据来实现冗余的。它实现了磁盘镜像。它不仅可以提高数据存储速度,而且提高了数据冗余能力。但它的系统代价比较高。
(3) RAID第2层采用以字节或字为单位的奇偶校验方式。这样,一个磁盘的错误,可通过该字节的其他位和相关的奇偶校验位来恢复。这种模式需要的奇偶校验磁盘个数与数据盘个数成正比。
(4) RAID第3层不管数据磁盘阵列有多大,仅需要一个冗余磁盘。它采用位交叉校验组织。系统计算该扇区的各位奇偶校验是否与存储的奇偶校验相等。它与RAID第2层实现相同的功能,但开销却大大降低。
(5) RAID第4层采用块交叉奇偶校验组织,使用块级条带。对每个带逐位计算奇偶校验,并存储在奇偶校验磁盘的相应条带上。如果有一个磁盘受损,则用奇偶校验盘上的奇偶校验块进行恢复。这种模式适合并行存取。
(6) RAID第5层与RAID第4层类似,只是RAID5把奇偶校验条带分布在所有磁盘中,从而避免了奇偶校验盘的I/O瓶颈。
(7) RAID第6层又叫P+Q冗余模式。它采用RAID4和RAID5使用的异域算法及独立数据校验算法。两种不同的冗余信息存储在不同磁盘的不同块中,每4个数据位存储2个冗余位,这样即使有两个磁盘失效,也可以重新恢复被破坏的数据,从而提供极高的数据可用性。
【答案解析】