RAID 5

存储解决方案

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。 RAID 5可以理解为是RAID 0和RAID 1的折中方案。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，是运用较多的一种解决方案

工作原理

RAID5和RAID4一样，数据以块为单位分布到各个硬盘上。RAID 5不对数据进行备份，而是把数据和与其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的一个磁盘数据损坏后，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。

校验

RAID5校验位算法原理

P=D1 xor D2 xor D3 … xor Dn （D1,D2,D3 … Dn为数据块，P为校验，xor为异或运算）

XOR(Exclusive OR)的校验原理如下表：

这里的A与B值就代表了两个位，从中可以发现，A与B一样时，XOR结果为0，A与B不一样时，XOR结果就是1，而且知道XOR结果和A与B中的任何一个数值，就可以反推出另一个数值。比如A为1，XOR结果为1，那么B肯定为0，如果XOR结果为0，那么B肯定为1。这就是XOR编码与校验的基本原理。

读写

用简单的语言来表示，至少使用3块硬盘（也可以更多）组建RAID5磁盘阵列，当有数据写入硬盘的时候，按照1块硬盘的方式就是直接写入这块硬盘的磁道，如果是RAID5的话这次数据写入会根据算法分成3部分，然后写入这3块硬盘，写入的同时还会在这3块硬盘上写入校验信息，当读取写入的数据的时候会分别从3块硬盘上读取数据内容，再通过检验信息进行校验。当其中有1块硬盘出现损坏的时候,就从另外2块硬盘上存储的数据可以计算出第3块硬盘的数据内容。也就是说raid5这种存储方式只允许有一块硬盘出现故障，出现故障时需要尽快更换。当更换故障硬盘后，在故障期间写入的数据会进行重新校验。如果在未解决故障又坏1块，那就是灾难性的了。

存储

RAID5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，其中任意N-1块磁盘上都存储完整的数据，也就是说有相当于一块磁盘容量的空间用于存储奇偶校验信息。因此当RAID5的一个磁盘发生损坏后，不会影响数据的完整性，从而保证了数据安全。当损坏的磁盘被替换后，RAID还会自动利用剩下奇偶校验信息去重建此磁盘上的数据，来保持RAID5的高可靠性。

做raid 5阵列所有磁盘容量必须一样大，当容量不同时，会以最小的容量为准。最好硬盘转速一样，否则会影响性能，而且可用空间=磁盘数n-1，Raid 5 没有独立的奇偶校验盘，所有校验信息分散放在所有磁盘上，只占用一个磁盘的容量。

创建

Windows Server 2003中创建RAID 5

在Windows Server 2003系统中创建RAID-5卷的方法：

第1步，打开“计算机管理”窗口，选中“磁盘管理”目录。在右窗格中用鼠标右键单击准备创建RAID-5卷的动态磁盘，在弹出的快捷菜单中选择“新建卷”命令。

第2步，在向导欢迎页中单击“下一步”按钮，打开“选择卷类型”对话框。在“选择要创建的卷”区域中选中RAID-5单选框，并单击“下一步”按钮。

第3步，在“选择磁盘”对话框中，将“可用”磁盘列表中的所有磁盘通过“添加”按钮添加到“已选的”磁盘列表中（在“已选的”磁盘列表中至少要有三块磁盘），其他参数保持默认值。单击“下一步”按钮。

第4步，打开“指派驱动器号和路径”对话框，选中“指派以下驱动器号”单选框。单击右侧的下拉三角按钮，为该RAID-5卷指派驱动器号，以便于访问和管理。单击“下一步”按钮。

第5步，在“卷区格式化”对话框中保持“按下列设置格式化这个卷”单选框为选中状态，“文件系统”和“分配单位大小”选项均采用默认值。在“卷标”编辑框中输入一个卷标用于和其他卷进行区别，并选中“快速格式化”复选框。单击“下一步”按钮。

第6步，“正在完成新建卷向导”对话框的“用户已选择下列设置”列表中显示了以上所有的设置。如果没有问题，则单击“完成”按钮，系统开始创建RAID-5卷并对其进行格式化操作以及进行数据同步操作。同步操作所需的时间视卷的容量和系统性能而定，所实现的RAID-5卷会以特殊颜色标识出来。

完成格式化操作并进行数据同步后，RAID-5卷所包含的各个磁盘卷将显示“状态良好”的状态信息。

RAID 5故障分析

RAID-5故障原因分析这里说的RAID-5故障，是指RAID-5逻辑盘丢失或不可访问。导致RAID-5故障的原因主要有以下几种：

（1）RAID控制器出现物理故障

RAID控制器如果出现物理故障，将不能被计算机识别，也就无法完成对RAID-5中各个物理成员盘的控制，在这种情况下，通过RAID控制器虚拟出来的逻辑盘自然就不存在了。

（2）RAID信息出错

RAID控制器将物理盘配置为RAID-5后，会生成一些参数，包括该RAID-5的盘序、条带大小、左右结构情况、同步异步情况、RAID-5在每块物理盘中的起始地址等，还会记录有关该RAID-5的相关信息，包括组成该RAID-5的物理盘数目、物理盘的容量大小等，所有这些信息和参数就被称为RAID信息，也称为RAID元数据，它们会被保存到RAID控制器中，有时候也会保存到RAID-5的成员盘中。

RAID信息出错就是指该RAID-5的配置信息和参数出现错误，导致RAID程序不能正确地组织管理RAID-5中的成员盘，从而导致RAID-5逻辑盘丢失或不能访问。

（3）RAID-5成员盘出现物理故障

RAID-5可以允许其中一块成员盘离线而不影响数据的完整性，如果RAID-5中的某一块成员盘出现物理故障，比如电路损坏、磁头损坏、固件损坏、出现坏扇区等，该成员盘就不能正常使用，但剩下的成员盘可以利用异或运算计算出离线成员盘中的数据，所以RAID-5还不会崩溃。

如果系统管理员没有及时替换出现故障的成员盘，当再有一块成员盘再出现故障离线后，RAID-5将彻底崩溃。

（4）人为误操作

如果误将RAID-5中两块以上成员盘同时拔出、或者给RAID-5除尘时将成员盘拔出后忘了原来的顺序、以及不小心删除了RAID-5的配置信息等，都会造成RAID-5崩溃。

（5）RAID控制器的稳定性

RAID-5的数据分布结构中有校验块的存在，当RAID-5中有成员盘离线时，算法将变得更加复杂，RAID控制器将会工作在一个比较吃力的状态。而RAID控制器的负载太重便会极大地增加数据读写时出现I/O滞留的可能性，从而导致更多成员盘离线，或者导致RAID信息出错。

RAID5数据恢复

RAID-5数据恢复思路RAID-5阵列中数据的分布与RAID-0类似，数据也是分布到每块硬盘上，与RAID-0不同的是，RAID-5中每个条带组中总有一个条带是校验块。

RAID-5能够支持在一块盘离线的情况下保证数据的正常访问，如果有两块或两块以上硬盘同时离线，或者RAID信息出错等原因，阵列便会失效，这时就需要对数据进行重组。

对RAID-5的数据进行重组，也需要先把物理盘区RAID化，作为单盘进行分析，四块物理盘把四块物理盘中的数据按照“A、B、C、D、E、F、G、H……”的顺序拼接好，就是RAID-5逻辑盘中完整的数据。