RAID(Redundant Array of Independent Disk 独立冗余磁盘阵列)技术是加州大学伯克利分校1987年提出,最初是为了组合小的廉价磁盘来代替大的昂贵磁盘,同时希望磁盘失效时不会使对数据的访问受损 失而开发出一定水平的数据保护技术。RAID就是一种由多块廉价磁盘构成的冗余阵列,在操作系统下是作为一个独立的大型存储设备出现。RAID可以充分发 挥出多块硬盘的优势,可以提升硬盘速度,增大容量,提供容错功能够确保数据安全性,易于管理的优点,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。

RAID 为 Redundant Array of Indepent Disks (独立磁盘冗余阵列) 的缩写,最常用的四种RAID为 RAID 0、RAID 1、RAID 5、RAID 10,下面以图解的方式解释这四种RAID的特点和区别。

 

在后面的图示中,用到以下标识:

  • A,B,C,D,E和F - 表示数据块

  • p1,p2,p3 - 表示奇偶校验信息块

 

RAID 0

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条带化,它将数据像条带一样写到数据磁盘上,这些条带也叫“块”,条带化实现

了可以同时访问多块磁盘上的数据,平衡I/0负载,加大了储存空间的同时加快了数

据访问速度。

RAID 0的特点:

  • 最少需要两块磁盘

  • 数据条带式分布

  • 没有冗余,性能最佳(不存储镜像、校验信息)

  • 不能应用于对数据安全性要求高的场合

 

RAID 1

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磁盘镜像,系统同时将相同的数据写入到两块磁盘。

以下为RAID 1的特点:

  • 最少需要2块磁盘

  • 提供数据块冗余

  • 性能好

 

RAID 5

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是在RAID 3和RAID 4的基础上发展来的,它继承了它们的数据冗余和条带化的特点,并将数据校验信息均匀保存在阵列中的所有硬盘上。系统可以对阵列中所有的硬盘同时读写,减少了由硬盘机械系统引起的时间延迟,提高了磁盘系统的I/O能力;当阵列中的一块硬盘仿生故障,系统可以使用保存在其它硬盘上的奇偶校验信息恢复故障硬盘的数据,继续进行正常工作。


RAID 5特点:

  • 最少3块磁盘

  • 数据条带形式分布

  • 以奇偶校验作冗余

  • 适合多读少写的情景,是性能与数据冗余最佳的折中方案

 

RAID 10

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对RAID0阵列做镜像。这是一种Dual Level RAID,也有人称之为RAID level 10。是两组硬盘先做RAID 0,组成两颗大容量的逻辑硬盘,再互相为“镜像”。

RAID 10(又叫RAID 1+0)特点:

  • 最少需要4块磁盘

  • 先按RAID 0分成两组,再分别对两组按RAID 1方式镜像

  • 兼顾冗余(提供镜像存储)和性能(数据条带形分布)

  • 在实际应用中较为常用

RAID 0即Data Stripping(数据分条技术)。整个逻辑盘的数据是被分条(stripped)分布在多个物理磁盘上,可以并行读/写,提供最快的速度,但没有冗余能力。要求至少两个磁盘。我们通过RAID 0可以获得更大的单个逻辑盘的容量,且通过对多个磁盘的同时读取获得更高的存取速度。RAID 0首先考虑的是磁盘的速度和容量,忽略了安全,只要其中一个磁盘出了问题,那么整个阵列的数据都会不保了。

问:RAID0至少几块盘?
答:RAID0最少要两块硬盘才能实现。 

RAID 1
RAID  1,又称镜像方式,也就是数据的冗余。在整个镜像过程中,只有一半的磁盘容量是有效的(另一半磁盘容量用来存放同样的数据)。同RAID 0相比,RAID  1首先考虑的是安全性,容量减半、速度不变。

问:RAID1至少几块盘?
答:RAID1最少要两块硬盘才能实现。 

RAID 0+1(RAID  10)
为了达到既高速又安全,出现了RAID 10(或者叫RAID 0+1),可以把RAID 10简单地理解成由多个磁盘组成的RAID  0阵列再进行镜像。

问:RAID0+1至少几块硬盘才能实现?
答:RAID0+1至少需要4块盘。 

RAID 3和RAID 5
RAID 3和RAID  5都是校验方式。RAID  3的工作方式是用一块磁盘存放校验数据。由于任何数据的改变都要修改相应的数据校验信息,存放数据的磁盘有好几个且并行工作,而存放校验数据的磁盘只有一个,这就带来了校验数据存放时的瓶颈。RAID  5的工作方式是将各个磁盘生成的数据校验切成块,分别存放到组成阵列的各个磁盘中去,这样就缓解了校验数据存放时所产生的瓶颈问题,但是分割数据及控制存放都要付出速度上的代价。

问:RAID5需要几块硬盘?为什么损失一个盘的容量?
答:至少3块。
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。


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