raid5 /raid5e /raid5ee的性能對比及raid數(shù)據(jù)恢復(fù)原理

RAID 5 是一種存儲性能、數(shù)據(jù)安全和存儲成本兼顧的存儲解決方案。 RAID 5可以理解為是RAID 0和RAID 1的折中方案。RAID 5可以為系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)安全保障，但保障程度要比Mirror低而磁盤空間利用率要比Mirror高。RAID 5具有和RAID 0相近似的數(shù)據(jù)讀取速度，只是多了一個奇偶校驗信息，寫入數(shù)據(jù)的速度比對單個磁盤進(jìn)行寫入操作稍慢。同時由于多個數(shù)據(jù)對應(yīng)一個奇偶校驗信息，RAID 5的磁盤空間利用率要比RAID 1高，存儲成本相對較低。
`
RAID5E是RAID磁盤存儲中的一個高的級別，RAID 5E(RAID 5 Enhancement)是在 RAID 5級別基礎(chǔ)上的改進(jìn)，與RAID 5類似，數(shù)據(jù)的校驗信息均勻分布在各硬盤上，但是在每個硬盤上都保留了一部分未使用的空間，這部分空間沒有進(jìn)行條帶化，最多允許兩塊物理硬盤出現(xiàn)故障?？雌饋恚琑AID 5E和RAID 5加一塊熱備盤好象差不多，其實由于RAID 5E是把數(shù)據(jù)分布在所有的硬盤上，性能會與RAID5 加一塊熱備盤要好。當(dāng)一塊硬盤出現(xiàn)故障時，有故障硬盤上的數(shù)據(jù)會被壓縮到其它硬盤上未使用的空間，邏輯盤保持RAID 5級別。

`
RAID 5EE提供了一個完善的替代"RAID5+HotSpare"盤的解決辦法。原來的一塊單獨HotSpare熱備份盤也進(jìn)行Stripe條帶化，并且平均分配到了5塊磁盤中。這樣，在RAID 5EE讀寫的時候，5塊磁盤同時參與I/O，相比于4塊磁盤+HotSpare盤的情況，多了一個磁盤的讀寫帶寬，提高了性能。RAID 5EE的數(shù)據(jù)分布更有效率，每個硬盤的一部分空間被用作分布的熱備盤，它們是陣列的一部分，當(dāng)陣列中一個物理硬盤出現(xiàn)故障時，數(shù)據(jù)重建的速度會更快。RAID5EE可以在磁盤陣列中的兩塊盤同時掉線的情況下正常工作，而RAID5只能保證最多一塊盤掉線的情況下工作。

`
總起來說，raid5e，raid5ee是在raid5基礎(chǔ)上增加了盤的并行讀寫功能。而且，raid5ee支持2塊盤掉線繼續(xù)工作，比raid5的穩(wěn)定性更高。
riad5，raid5e，raid5ee的數(shù)據(jù)恢復(fù)原理，就是根據(jù)奇偶校驗來恢復(fù)的，P=D1 xor D2 xor D3 … xor Dn （D1,D2,D3 … Dn為數(shù)據(jù)塊，P為校驗，xor為異或運算）
兩個數(shù)字之間的XOR運算定義是：
XOR 1 = 0
1 XOR 0 = 1
0 XOR 1 = 1
0 XOR 0 = 0
多個數(shù)字XOR的時候，有兩個特點：

`
A)結(jié)果與運算順序無關(guān)。也就是 (a XOR b) XOR c = a XOR (b XOR c)。
B)各個參與運算的數(shù)字與結(jié)果循環(huán)對稱。如果 a XOR b XOR c = d，那么a = b XOR c XOR d;b = a XOR c XOR d;c = a XOR b XOR d。
磁盤陣列中的RAID5之所以能夠容錯，就是利用了XOR運算的這些特點。上面例子中的a、b、c、d就可以看作是四顆磁盤上的數(shù)據(jù)，其中三個是應(yīng)用數(shù)據(jù)，剩下一個是校驗。碰到故障的時候，甭管哪個找不到了，都可以用剩下的三個數(shù)字XOR一下算出來。在實際應(yīng)用中，陣列控制器一般要先把磁盤分成很多條帶(英文叫Stripe，注意不是Stripper)，然后再對每組條帶做XOR。
明白了RAID5原理，RAID5數(shù)據(jù)恢復(fù)原理也就不難理解了。在陣列丟失后，數(shù)據(jù)恢復(fù)工程師查看硬盤現(xiàn)有信息，通過計算，找出原盤盤順，塊大小等相關(guān)信息后，人工模擬出原始創(chuàng)建陣列狀態(tài)，從而讀出所有數(shù)據(jù)。因此，RAID5數(shù)據(jù)丟失后如果進(jìn)行了Rebuild重組操作,那么原有的陣列信息將不復(fù)存在，也就無法計算出原有參數(shù)，從而數(shù)據(jù)也將無法恢復(fù);反之，如果未進(jìn)行Rebuild重組等相關(guān)操作，RAID5數(shù)據(jù)恢復(fù)幾乎可以達(dá)到100%成功率。