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知识路径： > 网络资源设备 > 网络储存系统 > 独立磁盘冗余阵列 RAID >
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被考次数：14次
被考频率：高频率
总体答错率：38%
知识难度系数： 
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考试要求：掌握
相关知识点：7个
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RAID技术旨在缩小日益扩大的CPU速度和磁盘存储器速度之间的差距。其策略是用多个较小的磁盘驱动器替换单一的大容量磁盘驱动器，同时合理地在多个磁盘上分布存放数据以支持同时从多个磁盘进行读写，从而改善了系统的I/O性能。小容量驱动器阵列与大容量驱动器相比，具有成本低、功耗小、性能好等优势。低代价的编码容错方案在保持阵列的速度与容量优势的同时保证了极高的可靠性，同时也较容易扩展容量。但是由于允许多个磁头同时进行操作以提高I/O数据传输速度，因此不可避免地提高了出错的概率。
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为了补偿可靠性方面的损失，RAID使用存储的校验信息（Stored Parity Information）来从错误中恢复数据。最初，Inexpensive一词主要针对当时另一种技术（Single Large Expensive Disk，SLED）而言，但随着技术的发展，SLED已经过时，RAID和non-RAID皆采用了类似的磁盘技术。因此，RAID现在代表独立磁盘冗余阵列，用Independent来强调RAID技术所带来的性能改善和更高的可靠性。
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RAID机制中共分8个级别，工业界公认的标准分别为RAID0～RAID7。RAID应用的主要技术有分块技术、交叉技术和重聚技术。
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（1）RAID0级（无冗余和无校验的数据分块）：具有最高的I/O性能和最高的磁盘空间利用率，易管理，但系统的故障率高，属于非冗余系统，主要应用于那些关注性能、容量和价格而不是可靠性的应用程序。
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（2）RAID1级（磁盘镜像阵列）：由磁盘对组成，每一个工作盘都有其对应的镜像盘，上面保存着与工作盘完全相同的数据拷贝，具有最高的安全性，但磁盘空间利用率只有50%。RAID1主要用于存放系统软件、数据及其他重要文件。它提供了数据的实时备份，一旦发生故障，所有的关键数据即刻就可使用。
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（3）RAID2级（采用纠错海明码的磁盘阵列）：采用了海明码纠错技术，用户需增加校验盘来提供单纠错和双验错功能。对数据的访问涉及阵列中的每一个盘。大量数据传输时I/O性能较高，但不利于小批量数据传输。实际应用中很少使用。
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（4）RAID3和RAID4级（采用奇偶校验码的磁盘阵列）：把奇偶校验码存放在一个独立的校验盘上，如果有一个盘失效，其上的数据可以通过对其他盘上的数据进行异或运算得到。读数据很快，但因为写入数据时要计算校验位，速度较慢。
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（5）RAID5级（无独立校验盘的奇偶校验码磁盘阵列）：与RAID4类似，但没有独立的校验盘，校验信息分布在组内所有盘上，对于大、小批量数据读写性能都很好。RAID4和RAID5使用了独立存取（Independent Access）技术，阵列中每一个磁盘都相互独立地操作，所以I/O请求可以并行处理。该技术非常适合于I/O请求率高的应用而不太适应于要求高数据传输率的应用。与其他方案类似，RAID4、RAID5也应用了数据分块技术，但块的尺寸相对大一点。
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（6）RAID6级：这是一个强化的RAID产品结构。阵列中设置一个专用校验盘，它具有独立的数据存取和控制路径，可经由独立的异步校验总线、高速缓存总线或扩展总线来完成快速存取的传输操作。值得注意的是，RAID6在校验盘上使用异步技术读写，这种异步仅限于校验盘，而阵列中的数据盘和面向主机的I/O传输仍与以前的RAID结构雷同，即采用的是同步操作技术。仅此校验异步存取，加上Cache存取传输，RAID6的性能就比RAID5要好。
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（7）RAID7级：RAID7等级是至今为止理论上性能最高的RAID模式，因为它从组建方式上就已经和以往的方式有了重大的不同。以往一个硬盘是一个组成阵列的“柱子”，而在RAID 7中，多个硬盘组成一个“柱子”，它们都有各自的通道。这样做的好处就是在读写某一区域的数据时，可以迅速定位，而不会因为以往因单个硬盘的限制同一时间只能访问该数据区的一部分，在RAID7中，以前的单个硬盘相当于分割成多个独立的硬盘，有自己的读写通道，效率也就不言自明了。然而，RAID7的设计与相应的组成规模注定了它是一揽子承包计划。
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总体上说，RAID7是一个整体的系统，有自己的操作系统，有自己的处理器，有自己的总线，而不是通过简单的插卡就可以实现的。RAID7所有的I/O传输都是异步的，因为它有自己独立的控制器和带有Cache的接口，与系统时钟并不同步。所有的读写操作都将通过一个带有中心Cache的高速系统总线进行传输，称为X-Bus。专用的校验硬盘可以用于任何通道。带有完整功能的即时操作系统内嵌于阵列控制微处理器，这是RAID7的心脏，负责各通道的通信及Cache的管理，这也是它与其他等级最大不同点之一。归纳起来，RAID7的主要特点如下。
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.开放式系统：运用标准的SCSI硬盘、标准的PC总线、主板及SIMM内存，集成Cache的数据总线（就是上文提到的X-Bus），在Cache内部完成校验生成工作，多重的附加驱动可以随时热机待命，提高冗余率和灵活性。
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.易管理性：SNMP可以让管理员远程监视并实现系统控制。
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按照RAID7设计者的说法，这种阵列将比其他RAID等级提高150%～600%写入时的I/O性能，但这引起了不小的争议。
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