RAID不同级别介绍

磁盘阵列(Redundant Arrays of Independent Disks,RAID

    RAID 的常用级别有:RAID0RAID1RAID01RAID10RAID3RAID5RAID6.等。

1.RAID0

最简单的实现方式就是把N块同样的磁盘通过智能磁盘控制器或操作系统的磁盘驱动城区以软件的防暑串联在一起创建一个大的卷集。将原先顺序写入的数据被分散到所有的N块硬盘中同时进行读写。N块硬盘的并行操作使同一时间内磁盘读写的速度提升了N倍。

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RAID 0 提高了磁盘的读写能力,但是没有数据冗余能力,没有数据校验的磁盘阵列。

需要最少磁盘数:2个。

可用磁盘容量:C=N*d  N:磁盘数,d:磁盘容量

    缺点:但RAID 0在提高性能的同时,并没有提供数据保护功能,只要任何一块硬盘损坏就会丢失所有数据。因此RAID 0 不可应用于需要数据高可用性的关键领域。


2.RAID1

称为磁盘镜像,原理是把一个磁盘的数据镜像到另一个磁盘上,也就是说数据在写入一块磁盘的同时,会在另一块闲置的磁盘上生成镜像文件,在不影响性能情况下最大限度的保证系统的可靠性和可修复性上,只要系统中任何一 对镜像盘中至少有一块磁盘可以使用,甚至可以在一半数量的硬盘出现问题时系统都可以正常运行,当一块硬盘失效时,系统会忽略该硬盘,转而使用剩余的镜像盘 读写数据,具备很好的磁盘冗余能力。

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优缺点:

RAID1通过硬盘数据镜像实现数据的冗余,保护数据安全,在两块盘上产生互为备份的数据,当原始数据繁忙时,可直接从镜像备份中读取数据,因此RAID1可以提供读取性能。

RAID1是硬盘中单位成本最高的,但提供了很高的数据安全性和可用性,当一个硬盘失效时,系统可以自动切换到镜像硬盘上读/写,并且不需要重组失效的数据。

RAID1的校验十分完备,因此对系统的处理能力有很大的影响,通常的RAID功能由软件实现,而这样的实现方法在服务器负载比较重的时候会大大影响服务器效率。当您的系统需要极高的可靠性时,如进行数据统计,那么使用RAID1比较合适。而且RAID1技术支持“热替换”,即不断电的情况下对故障磁盘进行更换,更换完毕只要从镜像盘上恢复数据即可

RAID1最少需要2个磁盘。

可用容量为:C=n*d/2   n:磁盘数  d:磁盘容量



3.RAID 2

RAID 2RAID 0的改良版是为大型机和超级计算机开发的带汉明码校验磁盘阵列。它是将数据条带化地分布于不同的硬盘上,条块单位为位或者字节,并使用“加重平均纠错码”的编码技术来提供错误检查及恢复,这种纠错码也被称为“海明码”。海明码需要多个磁盘存放检查及恢复信息,使得RAID2技术实施更复杂,因此在商业环境中很少使用。


4.RAID5

    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.

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Raid5的读出性能提高,但写入效率一般,块式的集体访问效率不错。因为机奇偶校验码在不同的磁盘上,所以提高了可靠性。

Raid5可以理解为RAID0 RAID1的折中方案。由于RAID5多个数据对应一个奇偶校验信息,所以磁盘容量要有所损失。

RAID5最少磁盘数:3

可用容量:C=n-1*d  n:磁盘数量  d:磁盘容量


5.RAID6带有两种分布存储的奇偶校验码的独立磁盘结构

RAID6是RAID5的一种扩展。RAID-6和RAID-5一样对逻辑盘进行条带化然后存储数据和校验位,只是对每一位数据又增加了一位校验位。这样在使用RAID-6时会有两块硬盘用来存储校验位,增强了容错功能,同时必然会减少硬盘的实际使用容量。以前的raid级别一般只允许一块硬盘坏掉,而RAID-6可以允许坏掉两块硬盘,因此,RAID-6 要求至少4块硬盘。

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RAID6的优缺点:

(1)RAID6的随机读取性能:很好(当使用大数据块时)。

(2)RAID6的随机写入性能:差,因为不但要在每硬盘上写入校验数据而且要在专门校验硬盘上写入数据。

(3)RAID6的持续读取性能:好(当使用小数据块时)。

(4)RAID6的持续写入性能:一般。

(5)RAID6的优点:快速的读取性能,更高的容错能力。

(6)RAID6的缺点:很慢的写入速度,RAID控制器在设计上更加复杂,成本更高

RAID6最少需要4块磁盘

可用容量C=n-2*d   n:磁盘数量  d:磁盘容量


6.RAID01

RAID 0+1的特点使其特别适用于既有大量数据需要存取,同时又对数据安全性要求严格的领域,如银行、金融、商业超市、仓储库房、各种档案管理等

raid0+1是Raid0和raid1的组合。结构如图:

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Raid01将磁盘分成两个组。Raid01将先顺序写入的数据被分散到一个磁盘组内,然后在镜像到另一个磁盘组。

Raid01读写速度快。可靠性上,当有一块磁盘受损时,同组内RAID0的另一个磁盘也会停止运作,只剩下另外一组运作。

最少磁盘数4个

可用容量为:n*d/2  n磁盘数  d磁盘容量


7.RAID10

RAID 10(也称为 RAID 1+0)是合并了其他级别(尤其是 RAID 1 和 RAID 0)特点的另一种 RAID 级别。这是一种“镜像集条带”,意思是数据在两个镜像阵列间分条。“条带化”在阵列之间发生,而“镜像”是在相同的阵列中出现,两种技术的组合加快了重建 的速度。RAID 10 阵列包含的磁盘数应为四的倍数。

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RAID10:只能允许同一组RAID1中的一块磁盘损坏,只有这样才能修复,如果同组内的磁盘都损坏,那数据就不完整。

由于利用了RAID 0极高的读写效率和RAID 1较高的数据保护、恢复能力,使RAID 10成为了一种性价比较高的等级,目前几乎所有的RAID控制卡都支持这一等级。但是,RAID 10对存储容量的利用率和RAID 1一样低,只有50%。因此,RAID10即高可靠性与高效磁盘结构它是一个带区结构加一个镜象结构,可以达到既高效又高速的目的,RAID 10能提供比RAID 5更好的性能。这种新结构的可扩充性不好,这种解决方案被广泛应用,使用此方案比较昂贵。


8.RAID10 RAID01的区别:

RAID 01/10:根据组合分为RAID 10RAID 01,实际是将RAID 0RAID 1标准结合的产物,在连续地以位或字节为单位分割数据并且并行读/写多个磁盘的同时,为每一块磁盘作磁盘镜像进行冗余。它的优点是同时拥有RAID 0的超凡速度和RAID 1的数据高可靠性,但是CPU占用率同样也更高,而且磁盘的利用率比较低。RAID 1+0是先镜射再分区数据,再将所有硬盘分为两组,视为是RAID 0的最低组合,然后将这两组各自视为RAID 1运作。RAID 0+1则是跟RAID 1+0的程序相反,是先分区再将数据镜射到两组硬盘。它将所有的硬盘分为两组,变成RAID 1的最低组合,而将两组硬盘各自视为RAID 0运作。性能上,RAID 0+1RAID 1+0有着更快的读写速度。可靠性上,当RAID 1+0有一个硬盘受损,其余三个硬盘会继续运作。RAID 0+1 只要有一个硬盘受损,同组RAID 0的另一只硬盘亦会停止运作,只剩下两个硬盘运作,可靠性较低。因此,RAID 10远较RAID 01常用,零售主板绝大部份支持RAID 0/1/5/10,但不支持RAID 01