随着信息技术的不断发展,数据库已成为企业运营所需的核心系统之一。而随着数据库中数据量的不断增加,数据库运行的速度和效率也变得越来越重要。RD技术便应运而生,成为了提高数据库性能和可靠性的重要一环。
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RD(Redundant Array of Independent Disks),即独立磁盘冗余阵列技术,目的是将多块磁盘组成一个逻辑磁盘单元,提供更高的存储容量、更快的数据访问速度、以及数据备份与保存。RD技术有多种级别,其中常见的有RD 0、RD 1、RD 5、RD 6等。下面将详细介绍RD技术在数据库中的作用和优势。
1. 提高数据访问速度
RD 0将两块以上的磁盘组成一个单一的大容量逻辑磁盘,使得数据可以被同时写入多个磁盘上,从而提高了数据的传输速度和读写速度。这种方式也被称为条带化(striping)。RD 0 在数据库中的作用是提高读写速度,当有大量数据需要读取或者写入的时候,条带化可以将数据分散到多个磁盘中,从而同时进行,提高了传输速度和处理效率。
2. 数据备份与恢复
RD 1将两块以上的硬盘组成一个逻辑磁盘,复制数据提供冗余。这种方式是镜像(mirroring),可以保证数据的高可靠性。RD 1 将每个数据块分别存到两个磁盘中,任一块磁盘出现问题,系统仍然可以继续工作,而且不会丢失数据。这种技术在数据库中主要用于数据备份和恢复,可以将数据备份到一个硬盘上,而另一个硬盘则用于实时把数据复制,这样当系统崩溃时,可以快速恢复数据而不需要将数据重构。
3. 提高数据可靠性
RD 5和RD 6提供了额外的容错机制,目的是保护数据不会丢失。RD 5 是将数据和校验信息分块储存在多个磁盘上,根据数据块内的数据一并计算出数据块的校验信息储存在其它磁盘上,在出现故障时可以通过储存在其它磁盘中相应的校验信息来还原数据。RD 6则提供了更高的冗余性,通过使用两个校验块来提供更高的数据完整性。这种方式在数据库中体现为提高数据可靠性,减少数据丢失的风险。
4. 节约成本
RD技术在数据库中不仅可以提高数据访问速度和可靠性,还可以减少企业成本。通过RD技术,企业可以使用廉价的硬盘来达到高速和高可靠性的目的。使用RD技术,可以将多块硬盘合并成一个较大的硬盘,从而减少硬盘的数量和成本,从而有可能降低企业花费在硬盘上的开销。
RD技术在数据库中有着广泛的应用。RD 0、RD 1、RD 5和RD 6可以通过提高数据访问速度、数据备份与恢复、提高数据可靠性以及节约成本等方面来提升数据库性能和效率。详细了解RD技术的不同级别可以根据企业需求来选择合适的方案用在数据库运营上,从而更好地保护企业数据和提升数据库性能。
相关问题拓展阅读:
RAID 0
1、RAID 0又称为Stripe(条带化)或Striping,它代表了所有RAID级别中更高的存储性能。RAID 0提高存储性能的原理是把连续的数据分散到多个磁盘上存取,这样,系统有数据请求就可以被多个磁盘并行的执行,每个磁盘执行属于它自己的那部分数据请求。这种数据上的并行操作可以充分利用总线的带宽,显著提高磁盘整体存取性能。
2、系统向三个磁盘组成的逻辑硬盘(RADI 0 磁盘组)发出的I/O数据请求被转化为3项操作,其中的每一项操作都对应于一块物理硬盘。我们从图中可以清楚的看到通过建立RAID 0,原先顺序的数据请求被分散到所有的三块硬盘中同时执行。从理论上讲,三块硬盘的并行操作使同一时间内磁盘读写速度提升了3倍。 但由于总线带宽等多种因素的影响,实际的提升速率肯定会低于理论值,但是,大量数据并行传输与串行传输比较,提速效果显著显然毋庸置疑。
3、RAID 0的缺点是不提供数据冗余,因此一旦用户数据损坏,损坏的数据将无法得到恢复。
4、RAID 0具有的特点,使其特别适用于对性能要求较高,而对数据安全不太在乎的领域,如图形工作站等。对于个人用户,RAID 0也是提高硬盘存储性能的绝佳选择。
RAID 1
1、RAID 1又称为Mirror或Mirroring(镜像),它的宗旨是更大限度的保证用户数据的可用性和可修复性。 RAID 1的操作方式是把用户写入硬盘的数磨败据百分之百地自动复制到另外一个硬盘上。
2、当读取数据时,系统先从RAID 0的源盘读取数据,如果读取数据成功,则系统不去管备份盘上的数据;如果读取源盘数据失败,则系统自动转而读取备份盘上的指纤数据,不会造成用户工作任务的中断。当然,我们应当及时地更换损坏的硬盘并利用备份数据重新建立Mirror,避免备份盘在发生损坏时,造成不可挽回的数据损失。
3、由于对存储的数据进行百分之百的备份,在所有RAID级别中,RAID 1提供更高的数据安全保障。同样,由于数据的百分之百备份,备份数据占了总存储空间的一半,因而Mirror(镜像)的磁盘空间利用率低,存储成本高。
4、Mirror虽不能提高存储性能,但由于其具有的高数据安全性,使其尤其适用于存放重要数据,如服务器和数据库存储等领域。
RAID 10=RAID 0+1
1、正如其名字一样RAID 0+1是RAID 0和RAID 1的组合形式,也称为RAID 10。
2、以四个磁盘组成的RAID 0+1为例,其数据存储方式如图所示:RAID 0+1是存储性能和数据安全兼顾的方案。它在提供与RAID 1一样的数据安全保障的同时,也提供了与RAID 0近似的存储性能。
3、由于RAID 0+1也通过数据的100%备份功能提供数据安全保障,因此RAID 0+1的磁盘空间利用率与RAID 1相同,存储成本高。
4、RAID 0+1的特点使其特别适用于既有大量数据需要存取,同时又对数据安全性要求严格的领域,如银行、金融、商业超市、仓储库房、各种档案管理等。
RAID 5
1、RAID 5 是一种存储性能、数据安全和存储成本兼顾的存储解决方案。 以四个硬盘组成的RAID 5为例,其数据存储方式如图4所示:图中,P0为D0,D1和D2的奇偶校验信息,其它以此类推。由图中可以看出,RAID 5不对存储的数据进行备份,而是把数据和相对应的奇偶校验信息存储到组成RAID5的各个磁盘上,并且奇偶校验信息和相对应的数据分别存储于不同的磁盘上。当RAID5的唯游仿一个磁盘数据发生损坏后,利用剩下的数据和相应的奇偶校验信息去恢复被损坏的数据。
2、RAID 5可以理解为是RAID 0和RAID 1的折衷方案。RAID 5可以为系统提供数据安全保障,但保障程度要比Mirror低而磁盘空间利用率要比Mirror高。RAID 5具有和RAID 0相近似的数据读取速度,只是多了一个奇偶校验信息,写入数据的速度比对单个磁盘进行写入操作稍慢。同时由于多个数据对应一个奇偶校验信息,RAID 5的磁盘空间利用率要比RAID 1高,存储成本相对较低。
Raid0
Raid0是所有raid中存储性能最强的阵列形式。其工作原李搭粗理就是在多个磁盘上分散存取连续的数据,这样,当需要存取数据是多个磁盘可以并排执行,每个磁盘执行属于它自己的那部分数据请求,显著提高磁盘整体存取性能。但是不具备容错能力,适用于低成本、低可靠性的台式系统。
Raid1
又称镜像盘,把一个磁盘的数据镜像到另一个磁盘上,采用镜像容错来提高可靠性,具有raid中更高的数据冗余能力。存数据时会将数据同时写入镜像盘内,读取数据则只从工作盘读出。发生故障时,系统将从镜像盘读取数据,然后再恢复工作盘正确数据。这种阵列方式可靠性极高,但是其容量会减去一半。广泛用于数据要求极严的应用场合,如商业金融、档案管理等领域。只允许一颗硬盘出故障。
Raid0+1
将Raid0和Raid1技术结合在一起,兼顾两者的优势。在数据得到保障的同时,还能提哪镇供较强的存储性能。不过至少要求4个或以上的硬盘,也只运行一个磁盘出错。是一种高成本、高可靠性、高存储性能的三高阵列技术。
Raid5
Raid5可以看成是Raid0+1的低成本方案。采用循环偶校验独立存取的阵列方式。将数据和相对应的奇偶校验信息分布存储到组成RAID5的各个磁盘上。当其中一个磁盘数据发生损坏后枝裂,利用剩下的磁盘和相应的奇偶校验信息 重新恢复/生成丢失的数据而不影响数据的可用性。至少需要3个或以上的硬盘。适用于大数据量的操作。成本稍高、储存新强、可靠性强的阵列方式。
磁盘阵列(Redundant Arrays of Independent Disks,RAID),有”独立磁盘构成的具有冗余能力的阵列”之意。
磁盘阵列是由很多价格较便宜的磁盘,组合成一个容量巨大的磁盘组,利用个别磁盘提供数据所产生加成效果提升整个磁盘系统效能。利用这项技术,将数据切割成许多区段,分别存放在各个硬盘上。
磁盘阵列还能利用同位检查(Parity Check)的观念,在数组中任意一个硬盘故障时,仍可读出数据,在数据重构时,将数据经计算后重新置入新硬盘中。
RAID LEVELData redundancy磁盘空间利用率读性能写性能spare driveMin.number of hddMax.number of hdd
RAID level-0NO100%SuperiorSuperiorNO116
RAID level-1YES50%very highvery highNO22
RAID level-1EYES50%very highvery highNO316
RAID level-5YES67% to 94%SuperiorhighNO316
RAID level-5EYES50% to 88%SuperiorhighYES416
RAID level-00NO100%SuperiorSuperiorNO260
RAID level-10YES50%very highvery highNO460
RAID level-1E0YES50%very highvery highNO660
RAID level-50YES67% to 94%SuperiorhighNO660
多重RAID磁盘阵列就是RAID磁盘冗余阵列的另一种说法而已。
RAID:廉价销好磁盘冗余阵列(Redundant array of inexpensive disks)顾名思义,它由几个磁盘组成,通过一个控制器协调运动机制使单个数据流依次写入这几个磁盘中。可以充分发挥出多块硬盘的优势,实现远远超出任何一块并斗颂单独硬盘的速度和吞吐量。除了性能上的提高之外,RAID还可以提供良好的容错绝郑能力,在任何一块硬盘出现问题的情况下都可以继续工作,不会受到损坏硬盘的影响。
冗余的汉语意思即多余,重复。而磁盘阵列说明不仅仅是一个磁盘,而是一组磁盘。这时你应该明白了,它是利用重复的磁盘来处理数据,使得数据的稳定性得到提高。
RAID磁盘阵御桐液列轮袜是什么意思?RAID0、1、5都有什么不同?镇物
RAID存储的方式多种多样。某些类型的RAID强调性能,某些则强调可靠性、容错或纠错能力。因此,可根据要完成的任念大务来选择类型。不过,所有的RAID系统共同的特点——也是其真正的优点则是“热交换”能力:用户可以取出一个存在缺陷的驱动器,并插入一个新的予以更换。对大多数类型的RAID来说,不必中断服务器或系统,就可以自动重建某个出现故障的磁盘上的数据。
RAID并非保护大量数据的唯一途径,但是,常规的备份和镜像软件速度较慢,而且,如果一个驱动器出现故障,则往往需要中断系统。即使磁盘不导致服务器中断,IT工作人员仍需要断掉服务器来更换驱动器。相反,RAID利用镜像或奇偶信息来从剩余的驱动器重建数据,不必中断系统。
Level0、3和5是三种最常见的RAID实施方式:
RAIDLevel0即数据分割,是最基本的方式。在一个普通硬盘驱动器上,数据被存储在同一张盘的激羡连续扇区上。RAID0至少使用两个磁盘驱动器,并将数据分成从512字节到数兆字节的若干块,这些数据块被交替写到磁盘中。第1段被写到磁盘1中,第2段被写到磁盘2中,如此等等。当系统到达阵列中的最后一个磁盘时,就写到磁盘1的下一分段,以下如此。分割数据将I/O负载平均分配到所有的驱动器。由于驱动器可以同时写或读,性能得以显著提高。但是,它却没有数据保护能力。如果一个磁盘出故障,数据就会丢失。RAID 0不适用于关键任务环境,但是,它却非常适合于视频生产和编辑或图像编辑。
RAIDLevel3包括数据分割,另外,它还指定一个驱动器来存储奇偶信息。这就提供了某种容错功能,在数据密集型环境或单一用户环境中尤其有益于访问较长的连续记录。RAID 3需要同步主轴驱动器来预防较短记录的性能下降。
RAIDLevel5类似于Level0,但是它不是将数据分成块,而是将每个字节的位拆分到多个磁盘。这样会增加管理费用,但是,如果一个磁盘出现故障,则它可以更换,数据可以从奇偶和纠错码中重建。RAID 5包括所有的读/写运行。它需要三到五个磁盘来组成阵列,最适合于不需要关键特性或几乎不进行写操作的多用户系统。
其它不常见的RAID类型:
RAIDLevel1是磁盘镜像——写到磁盘1中的一切也写到磁盘2中,从任何一个磁盘都可以读取。这样就提供了即时备份,但需要的磁盘驱动器数量最多,不能提高性能。RAID 1在多用户系统中提供更佳性能和容错能力,是最容易实施的配置,这最适用于财务处理、工资单、金融和仔铅竖高可用数据环境。
RAIDLevel2是为大型机和超级计算机开发的。它可在工作不中断的情况下纠正数据,但是,RAID2倾向于较高的数据校验和纠错率。
RAIDLevel4包括较大的数据条,这样,就可以从任何驱动器读取记录。由于这种类型缺乏对多种同时写操作的支持,因而,几乎不使用。
RAIDLevel6几乎没有进行商用。它使用一种分配在不同的驱动器上的第二种奇偶方案,扩展了RAID5。它能承受多个驱动器同时出现故障,但是,性能——尤其是写操作却很差,而且,系统需要一个极为复杂的控制器。
RAIDLevel7有一个实时嵌入操作系统用作控制器,一个高速总线用于缓存。它提供快速的I/O,但是价格昂贵。
RAIDLevel10由数据条阵列组成,其中,每个条都是驱动器的一个RAID1阵列。它与RAID1的容错能力相同,面向需要高性能和冗余,但不需要高容量的数据库服务器。
RAIDLevel53是最新的一种类型,实施情况同Level0数据条阵列,其中,每一段都是一个RAID3阵列。它的冗余与容错能力同RAID3。这对需要具有高数据传输率的RAID 3配置的IT系统有益,但是它价格昂贵、效率偏低。
RAID是独立磁盘冗余阵列的缩写。
RAID旨在通过提供一个廉价和冗余的磁盘系统来彻底改变计算机管理和存取大容量存储器中数据的方式。它曾被称为廉价磁盘冗余阵列(RAID)。RAID将数据写入多个廉价磁盘,而不是写入单个大容量昂贵(SIED)。最初RAID代表廉价磁盘冗余阵列,但现在已改为独立磁盘冗余阵列。
RAID基本原理
RAID通过条带化存储和奇偶校验两个措施来实现其冗余和容错的目标。条带化存储意味着可以一次写入一个数据块的方式将文件写入多个磁盘。条带化存储技术将数据分开写入多个驱动器,从而提高数据传输速率并缩短磁盘处理总时间。这种系统非常适用于交易处理、但可靠性却很差,因为系统的可靠性等于最差的单个驱动器的可靠性。
组件
RAID的主要组件是磁盘阵列控制器(DAC)和由5个磁盘组成的队列。数据被条带化存储在全部5个磁盘上,用奇偶校验来恢复故障磁盘。RAID有多个不同的等级。某些RAID等级用来提高速度,某些用来提供保护,而RAID-5则结合了两方面的优势。我们将对它们进行逐一论述。
条带化存储数据
以前,计算机只将文件写入一个磁盘。条带化存储使您能够拆分文件并将不同的片段同时写入多个磁盘。如果您的文件有5个数据块,并将它们条带化存储到5个磁盘中,每个数据块将同时写入各自的磁盘。如果您有5个OLTP交易,每个小于一个数据块,您就可以同时处理5个不同的交易。
大多数RAID等级在数据块级进行条带化存储,但RAID也可以在位或字节级进行条带化存储。数据块的大小由系统管理员决定,并被称为基带条深度。
为了更大限度地提高磁盘阵列子系统的交易能力,数据必须同时写入多个驱动器或同时从多个驱动器读取。为实现这一点,用户数据块被条带化存储在整个驱动器阵列上。一个基带条包括一列扇区(每扇区含512个字节),这些扇区位于阵列中每个磁盘上的相同位置。基带条深度(即每一数据块中的扇区数)由子系统软件定义。
基带条深度对性能有直接影响,因为深度太浅就需要系统执行比实际需要更多的I/O命令。如果规定深度太大,处理器的多任务能力以及多驱动器所带来的诸多益处可能会被抵销。
在一个理想的交易环境中,来自主机的每个请求都只涉及一个驱动器,这可以实现多个驱动器的多个并发交易。
将数据条带化存储到阵列驱动器解决了前面所述的一个系统驱动器超负荷运行而另一个空闲的问题。数据条带化存储避免了使用专用驱动器,并确保数据处理负载在可用的驱动器间平均分配,同时通过同时写入多个数据块而提高了性能。
奇偶校验
人们经常混淆奇偶校验和镜像(或映像)。镜像涉及制作磁盘的拷贝。镜像是将数据同时写入两个驱动器的技术。因为两个驱动器中的任何一个都可以完成同一任务,所以这些系统具有优异的可靠性,并可获得出色的交易处理结果。但代价是必须购买两个驱动器而只得到一个驱动器的容量。镜像的开销为100%,或是双倍磁盘空间。如果一个磁盘发生故障,镜像磁盘将接替它进行运行。
奇偶校验提供与镜像相同的一般保护,但开销较少。如果一个用户具有由5个磁盘组成的阵列,其中4个用于存储数据而1个用于奇偶校验。它的开销仅为20%,当需要考虑成本时,这是一个很大的优势。
计算机只用0和1来表示数据。异或(XOR)是进行奇偶校验的一种方法。从每个磁盘中取出一位(0和1)并相加。如果和为偶数,则奇偶为被置为0;如果和为奇数,则奇偶位被置为1。
根据RAID等级,奇偶校验即可保存到一个磁盘上,也可分配到所有磁盘上。当您使用5个磁盘时,每种方式的奇偶校验占磁盘空间的1/5或20%。当使用3个磁盘时,占1/3或33%。
RAID配置等级
目前业界公认有6个RAID配置等级,并将它们规定为RAID0到RAID5。每个RAID等级分别针对速度、保护或两者的结合而设计。RAID等级包括:
RAID 0 ――数据条带化存储阵列
RAID 1 ――镜像磁盘阵列
RAID 2 ――并行阵列,汉明码
RAID 3 ――带奇偶校验的并行阵列
RAID 4 ――带专用奇偶校验驱动器的磁盘阵列
RAID 5 ――磁盘阵列,所有驱动器均包括奇偶校验
最常用的RAID等级为RAID-0、RAID-2和RAID-5。下面对其进行详细说明
RAID-0数据条带化存储阵列
RAID-0将数据条带化存储到所有驱动器上,但没有采用奇偶校验。如果其中一个磁盘发生故障,数据必须从备份重新存储到全部5个磁盘上。这种RAID旨在提高速度,在所有RAID中速度最快,但是提供的保护最少。
RAID-1透明或条带化存储镜像
RAID-1技术要求每个原始数据磁盘都有一个镜像磁盘。原始磁盘和镜像的内容完全一样。RAID-1能够提供更好的数据保护,但是速度不如RAID0和5。
在数据写到原始磁盘上的同时也会写到镜像磁盘上。这一镜像过程对于用户是不可见的。因此RAID-1又称为透明镜像。用户可以设置RAID-1以将数据写人一个磁盘,并将该磁盘镜像化;或者也可以将它条带化存储到多个磁盘上,每个条带化存储的磁盘都有一个镜像拷贝。这称为条带化存储镜像、RAID1+0、RAID10,在有些情况下也称为RAID6。
RAID-5磁盘阵列,奇偶校验散布
RAID-5将数据以数据块形式进行条带化存储,同时还采用了奇偶校验。利用RAID-5技术,用户信息和奇偶校验可以合并到阵列中的每个磁盘上。可以进行独立和/或并行的数据读写操作。该RAID是所有RAID中使用最广泛。RAID-5没有RAID-0那么快,也没有提供象RAID-1镜像那样多的保护。但是RAID-5同时提供良好的速度和保护。这就是为什么它往往成为人们所选择的RAID等级。
RAID磁盘阵列组件
RAID磁盘阵列的主要组件是磁盘阵列控制器、5个SCSI通道、以及一个或多个磁盘阵列列队。通常有两个磁盘阵列控制器(DAC)作为一组进行工作。这种实施过去常常由一个主动DAC和一个被动DAC可能发生故障时,另一个就会控制所有磁盘列队。下图中有两个DAC,它们共同控制4个磁盘列队。您可以将磁盘配置成任何所支持的RAID等级。您甚至可以打乱磁盘而在一个列队中配置多个RAID。
内置/外置磁盘阵列
以前磁盘阵列是通过一跟电缆专门连接到主机,并且始终置于一个外部机箱中。外置磁盘阵列的SCSI长度限度在大约80英寸或25米左右。可以利用一个中继器将长度延长25米,但是这样做将损失5%的性能。
目前许多计算机采用内置RAID。CPU与磁盘在内部进行通信,但基本原理仍然是一样的。无论是内置或是外置,磁盘阵列都有一个或两个磁盘阵列控制器控制的磁盘队列。 牢记要点
RAID用于提高数据性能、可靠性和可用性。
条带化存储、奇偶校验和镜像是RAID系统的三个主要功能。
RAID执行的功能对于操作系统是透明的。
系统通常由磁盘列队定义,每个磁盘列队包括5个磁盘并与一个或两个磁盘阵列控制器连接。
不同等级的RAID提供不同的速度和不同程度的数据保护。
你说的有效使用率是组RAID5以后的容量吧~假设
硬盘容量
为M,单硬盘速度为T,硬盘个数为碧笑N。RAID5采用数据写入的方式比较复杂,例如用3块悔余含硬盘组RAID5,分别是a\b\c,数据写入的时候在a和b写入数据,在c中放入校验码。第2次写数据的时候校验码会存储在a或b上。这样来保证当一块硬盘坏的时候其他盘可以有足够完整的数据+校验来恢复坏硬盘的数据。容量为>(N-1)*M,读速度为N*T,写速度
1
大型数据库中的读操作比写操作频繁。性能随写操作所占百分比的增加而降低。随机读取的数据库
应用程序
在安装了RAID-5卷的负荷平衡后会更好的运行。
2
需要高度容错,但不能有镜像卷那样的费用时。当使用大量磁盘时,raid-5比镜像卷的效率显著地高。存储
奇偶校验
信息所需的空间等于1/N
(N为磁盘数目)。因此10个磁盘整列用1/10的空间来存储奇偶校验信息。
阵列当中随磁盘数的增加,利用率也毁租随之提高。
数据库raid的介绍就聊到这里吧,感谢你花时间阅读本站内容,更多关于数据库raid,数据库RAID技术的作用和优势,比较RAID0,RAID1,RAID5,RAID0+1的特点,急!!,多重RAID磁盘阵列模式是什么意思?,RAID 速度是怎么计算的的信息别忘了在本站进行查找喔。
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