raid5 / raid5e / raid5ee的性能对比及其数据恢复原理

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。

RAID5E是RAID磁盘存储中的一个高的级别，RAID 5E(RAID 5 Enhancement)是在 RAID 5级别基础上的改进，与RAID 5类似，数据的校验信息均匀分布在各硬盘上，但是在每个硬盘上都保留了一部分未使用的空间，这部分空间没有进行条带化，最多允许两块物理硬盘出现故障[北亚数据恢复]。看起来，RAID 5E和RAID 5加一块热备盘好象差不多，其实由于RAID 5E是把数据分布在所有的硬盘上，性能会与RAID5 加一块热备盘要好。当一块硬盘出现故障时，有故障硬盘上的数据会被压缩到其它硬盘上未使用的空间，逻辑盘保持RAID 5级别。

RAID 5EE提供了一个完善的替代"RAID5+HotSpare"盘的解决办法。原来的一块单独HotSpare热备份盘也进行Stripe条带化，并且平均分配到了5块磁盘中。这样，在RAID 5EE读写的时候，5块磁盘同时参与I/O，相比于4块磁盘+HotSpare盘的情况，多了一个磁盘的读写带宽，提高了性能。RAID 5EE的数据分布更有效率，每个硬盘的一部分空间被用作分布的热备盘，它们是阵列的一部分，当阵列中一个物理硬盘出现故障时，数据重建的速度会更快。RAID5EE可以在磁盘阵列中的两块盘同时掉线的情况下正常工作，而RAID5只能保证最多一块盘掉线的情况下工作。

总起来说，raid5e，raid5ee是在raid5基础上增加了盘的并行读写功能。而且，raid5ee支持2块盘掉线继续工作，比raid5的稳定性更高。

riad5，raid5e，raid5ee的数据恢复原理，就是根据奇偶校验来恢复的，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）

两个数字之间的XOR运算定义是：

XOR 1 = 0

1 XOR 0 = 1

0 XOR 1 = 1

0 XOR 0 = 0

多个数字XOR的时候，有两个特点：

A)结果与运算顺序无关。也就是 (a XOR b) XOR c = a XOR (b XOR c)。

B)各个参与运算的数字与结果循环对称。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。

磁盘阵列中的RAID5之所以能够容错，就是利用了XOR运算的这些特点。上面例子中的a、b、c、d就可以看作是四颗磁盘上的数据，其中三个是应用数据，剩下一个是校验。碰到故障的时候，甭管哪个找不到了，都可以用剩下的三个数字XOR一下算出来[frombyte.com]。在实际应用中，阵列控制器一般要先把磁盘分成很多条带(英文叫Stripe，注意不是Stripper)，然后再对每组条带做XOR。

明白了RAID5原理，RAID5数据恢复原理也就不难理解了。在阵列丢失后，数据恢复工程师查看硬盘现有信息，通过计算，找出原盘盘顺，块大小等相关信息后，人工模拟出原始创建阵列状态，从而读出所有数据。因此，RAID5数据丢失后如果进行了Rebuild重组操作,那么原有的阵列信息将不复存在，也就无法计算出原有参数，从而数据也将无法恢复;反之，如果未进行Rebuild重组等相关操作，RAID5数据恢复几乎可以达到100%成功率。