RAID

RAIDRedundantArray of Independent Disks)独立磁盘冗余阵列

简单说RAID就是一种将多块物理磁盘按照不同的方式组合起来形成一个硬盘组,从而提供比单个硬盘更高的存储性能和更高的数据安全性。

组成raid的不同方式称为raid的级别。


一、RAID的优点

1、在容量上:可以灵活的进行容量扩展

2、在管理上:“虚拟化”时管理性能增强

3、“磁盘分块”技术使性能提高(读写速度)

4、通过冗余技术和热备、热换提升了可靠性(安全)


二、RAID分类

1、软件RAID:用软件实现的,所有的操作都是通过操作系统及CPU实现。

2、硬件RAID:通过硬件实现的

1)主板集成RAID:它的功能的实现靠的是主板上的CPU和内存,会占用主板资源,会影响机器的性能。

2)阵列卡做RAID:本身有自己的CPU和内存,自己处理大部分功能,不影响机器的性能。

注意:硬件raid是在操作系统不存在的情况下创建的,那么其级别是在BIOS中设定的


三、RAID类型(做RAID的时候,最好硬盘大小相同)

1RAID0  (条带)

最少需要2块硬盘,也称为stripe或者stripping(条带),存储原理就是将连续的数据分散的存储到多个磁盘上。

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优点:读写数度快;不存在校验;不会占用太多CPU资源;设计、使用和配置比较简单

缺点:不安全、不具备冗余能力

空间利用率:100%

适用领域:视频生成和编辑、图像编辑、需要大的传输带宽的操作


2RAID1  (镜像)

最少2块磁盘,大小最好相同。也称为mirror或者mirroring ,将用户写入的数据百分之百的同时写入到多块硬盘。

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优点:具有100%数据冗余、提供最高的数据安全、设计和使用比较简单

缺点:开销大、空间利用率只有50%、写性能方面提升不大

空间利用率:50%

适用领域:财务、金融等高可用、高安全的数据存储环境


3RAID2  (基本不用)

RAID 0 的改良版,用“汉明码”的方式将数据进行编码,然后分割为独立的位元使用RAID 0 的方式读写到磁盘,因为有“汉明码”对数据进行校验,所以比原始数据要大。

优点:加入“汉明码”的校验(只允许一个硬盘出现问题)

缺点:花费大、成本昂贵


4RAID3  (基本不用)

数据块被分为更小的块并行传输到各个成员磁盘上,采用“XOR”计算校验数据存放到专用的校验磁盘上。RAID3的数据读写方式和RAID2一样,把数据以位为单位来分割并且存储到各个硬盘上。

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优点:读写性能都比较好、引用校验码机制,当有磁盘损坏时,对整体吞吐量影响较小、减少了开销

缺点:控制器设计复杂、采用并行存取方式、校验磁盘压力大、写性能有瓶颈

空间利用率:(N - 1 )/ N ( N>=3 )


5RAID4  (基本不用)

RAID 4 RAID 3几乎一样,数据都是依次存储在多个硬盘之上,奇偶校验码存放在独立的奇偶校验盘上,唯一不同的是,在数据分割上RAID3对数据的访问是按位进行的,RAID4是以数据块为单位。数据被分为更大的块并行传输到各个成员磁盘上,采用“XOR”计算校验数据存放到专用的校验磁盘上。

优点:引用校验码机制,当有磁盘损坏时,对整体吞吐量影响较小

缺点:校验码盘的压力大、写性能有瓶颈


6RAID 5

磁盘要在3个或者3个以上,有校验盘,最多允许坏一块硬盘,通过校验数据和好的那块硬盘,可以算出坏盘中的数据。是RAID0RAID1的折中方案,既考虑了存储性能,又考虑了数据安全性。

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优点:读性能比较高、中等的写性能、校验信息的分布式存取,避免出现写操作的瓶颈、具备冗余能力

缺点:磁盘出现坏道时减慢了读写的速度

空间利用率:( N - 1 )/ N (N>=3 )

适用领域:数据库应用、文件服务器、Email服务器、Web服务器等环境


7RAID 6  (基本不用)

最少4块盘,有两块校验盘,最多允许坏2块磁盘。是对RAID5的扩展,主要是用于要求数据绝对不能出错的场合,使用了二种奇偶校验方法。

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优点:安全

缺点:磁盘出现坏道时减慢了读写的速度

磁盘利用率:N - 2 / N


8RAID 7

和其他RAID级别有很大的区别。RAID 7完全可以理解为一个独立存储计算机,自身带有操作系统和管理工具,完全可以独立运行。


9RAID 01 (一般不用)

RAID 01 是指在2 RAID 0的基础上创建RAID 1。最少需要4块磁盘,最多允许坏2块,并且只能是同一组 RAID 0 中的两块。

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优点:读写性能提升,具备冗余能力

磁盘利用率:50%


10RAID 10

RAID 10 是指在2 RAID 1 的基础上创建 RAID 0。最少需要4块磁盘,最多允许坏2块,并且只能是2 RAID 1 的各一块。

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优点:读写性能提升、具备冗余能力、安全性上 RAID 10 高于 RAID 01

磁盘利用率:50%


11RAID 50

RAID 50 是指在2 RAID 5 的基础上创建 RAID 0。最少需要6块磁盘。适合需要高可靠性存储、高读取速度、高数据传输性能的应用。

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优点:比 RAID 5 有更好的读性能、比相同容量的 RAID 5 重建时间更短、可以容许N个磁盘同时失效

缺点:设计复杂,比较难实现、同一个 RAID 5 组内的两个磁盘失效会导致整个阵列的失效

磁盘利用率:( N - 2 )/ N


12、常用 RAID 级别的比较

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