选择RAID级别

在上一节中，我们了解了RAID，并了解了RAID的各个级别。

在这里，我们将讨论那些讨论过的RAID级别的选择，即应该以何种方式选择这些级别。每个级别都有其优点和缺点。因此，每个级别的选择取决于它们存储数据的能力。

选择RAID级别时会考虑各种因素。这些因素讨论如下：

• 额外的磁盘存储需求的货币成本。
• 在输入输出操作数方面对性能的需求。
• 在磁盘发生故障的情况下测量性能。
• 在将故障磁盘中的数据重建到新磁盘上时(即重建时)，测量性能。

保留所有上述因素，RAID系统设计人员就决定选择适当的RAID级别。这是因为设计人员可以轻松选择满足并满足设计人员要求的适当RAID级别。

比较RAID级别

让我们讨论几个比较点，将每个级别彼此区分。它还将有助于在各个级别之间做出更好，更方便的选择。

• 当数据安全性和安全性不是大问题时，RAID级别0是正确的选择。因此，级别0用于高性能应用程序。
• 设计人员可以选择RAID 1来重建数据。这是因为重建是1级最简单的工作。与RAID 1级一样，用户可以从另一个磁盘复制数据。在其他级别的情况下，需要访问阵列中的所有其他磁盘以重建故障磁盘的数据。构建性能是高性能数据库系统中的重要因素。实际上，重建数据所花费的时间可能会成为修复时间的重要部分，因此重建性能也会影响数据丢失的平均时间。
• RAID级别3和RAID级别5如此强大，以至于通过吸收它们限制了RAID级别2和RAID级别4的选择。 RAID级别5的块条带化功能不如RAID级别3的位条带化功能。这是因为块条带化为大型传输提供了良好的数据传输速率，并使用少量磁盘进行小型数据传输。在小数据传输的情况下，访问时间占主导地位，因此，这减少了并行读取的好处。 RAID 3级别也可以证明是进行小数据传输的错误选择。这是因为数据传输仅在每个磁盘都已经获取了它们上的相应扇区之后才完成。它使磁盘阵列的平均延迟接近单个磁盘的最坏延迟，而高数据传输率的好处被忽略了。
• 在将RAID 6和RAID 5进行比较时，它提供了比RAID 5更好的可靠性选项。此外，设计人员可以在数据安全性非常重要的应用中使用RAID 6。但是，当前，许多RAID实现不支持RAID级别6。
• 在某些情况下，很难在RAID级别1和RAID级别5之间进行选择。RAID级别1对数据库系统中的日志文件存储等应用程序很有用，因为它提供了最佳的写入性能。 RAID级别1的这种功能无法与其余五个其他RAID级别相提并论。另一方面，与RAID级别1相比，RAID级别5提供了较低的存储开销。但是，写入性能需要花费大量时间。因此，对于那些经常读取数据但很少写入的应用程序，最好选择RAID 5级。
• 尽管磁盘存储需求随每年的时间而增加，但另一方面，每字节的成本却以相同的速度下降。因此，这导致需要大量存储的货币成本。但是，访问时间以越来越慢的速度一天天增加，这表明每秒输入/输出操作的数量大大增加。因此，在所有其他RAID级别中，RAID级别1和RAID级别5已成为最适度的选择，因为RAID级别5提供了较高的输入输出要求，而RAID级别1为数据提供了适度的存储要求。

以上所有这些要点显示了每个RAID级别的特性和功能，它们无疑将帮助设计人员选择和使用适当的RAID级别来存储数据。

硬件问题

对于选择RAID级别的上述要点，在实施RAID时可能会出现一些其他问题。

在实施RAID时，实施中还需要两个其他级别。系统提供它们。他们是：

软件RAID

这些系统无需在硬件级别进行任何更改即可实现RAID。只能在系统软件中进行修改。这种类型的RAID实现称为软件RAID。

硬件RAID

构建用于支持RAID的专用硬件的系统称为硬件RAID系统。硬件RAID的实现通常在执行写入之前使用非易失性存储器来记录写入。在任何电源故障的情况下，通过从非易失性存储器中获取信息，它有助于完成不完整的写入。

这样，在实施RAID期间，在硬件级别会发生一些问题，如下所述：

• 潜在故障：即使正确完成所有写入操作，也可能会发生数据丢失。在极少数情况下，这可能是因为磁盘中的某个扇区在某些时候变得不可读。但是在大多数情况下，由于重复写入相邻磁道时系统中的任何制造缺陷或磁道上的数据损坏，都会发生数据丢失问题。成功完成之后，如果发生此类数据丢失，则称为潜在故障或位腐烂。如果设计人员及早发现潜在故障，则可以很容易地从RAID组织的其余磁盘中恢复数据。但是，如果未检测到故障，则即使另一个磁盘的扇区存在潜在故障，单个磁盘故障也可能导致数据丢失。因此，为减少此类数据丢失，RAID控制器执行清理或热交换。在清理中，当磁盘处于空闲状态时，将读取每个磁盘的每个扇区，并以某种方式使任何扇区不可读，则可从RAID组织中存在的所有其他剩余磁盘中恢复数据。最后，该扇区被写回。万一扇区物理损坏，磁盘控制器会将逻辑扇区地址重新映射到磁盘上的另一个物理扇区。在热交换中，有故障的磁盘将被删除并用新磁盘替换，而无需关闭电源。由于磁盘更换无需等待系统关闭，因此该方法减少了维修所需的平均时间。此外，RAID实现为每个阵列分配一个备用磁盘。该磁盘将用于替换故障磁盘。因此，这两种技术减少了数据丢失的机会。
• 系统电源或磁盘控制器可能会成为RAID实施中的常见问题。作为此问题的解决方案，为备用电池提供了多个冗余电源，即使电源中断，它们也可以函数。对于磁盘控制器，RAID实现提供了多个磁盘接口。
• 系统互连故障也可能影响或停止RAID系统的功能。因此，为避免此类问题，良好的RAID实现可启用多个磁盘接口以及用于将RAID系统连接到计算机系统或网络连接的多个互连。结果，单个组件故障不足以停止RAID系统的功能。
• 对于磁带阵列，如果有人损坏了磁带，则RAID结构可以轻松恢复数据。在通过无线系统广播数据时，数据块被拆分为多个短单元，然后与奇偶校验单元一起广播。除非没有收到每个单元，否则可能会从其余的其他单元中重建它。