如何理解Raid技术,针对这个问题,这篇文章详细介绍了相对应的分析和解答,希望可以帮助更多想解决这个问题的小伙伴找到更简单易行的方法。
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简单来说,RAID把多个物理硬盘组合成为一个逻辑磁盘,因此,操作系统只会把一个raid阵列当作一个硬盘。RAID常被用在服务器计算机上,并且常使用完全相同的硬盘作为组合。由于硬盘价格的不断下降与RAID功能更加有效地与主板集成,它也成为了玩家的一个选择,特别是需要大容量存储空间的工作。
最初的RAID分成了不同的等级,每种等级都有其理论上的优缺点,不同的等级在两个目标间取得平衡,分别是增加数据可靠性以及增加存储器(群)读写性能。常见RAID级别分为RAID-0,RAID-1,RAID-5,RAID-6,RAID-10,RAID-50,RAID-60。
各级别RAID简介
RAID0
将多个磁盘合并成一个大的磁盘,不具有冗余,并行I/O,速度最快。RAID 0亦称为带区集。它是将多个磁盘并列起来,成为一个大磁盘。在存放数据时,其将数据按磁盘的个数来进行分段,然后同时将这些数据写进这些盘中,所以在所有的级别中,RAID 0的速度是最快的。但是RAID 0没有冗余功能,如果一个磁盘(物理)损坏,则所有的数据都会丢失,危险程度与JBOD相当。
理论上越多的磁盘性能就等于“单一磁盘性能”ד磁盘数”,但实际上受限于总线I/O瓶颈及其它因素的影响,RAID性能会随边际递减,也就是说,假设一个磁盘的性能是50MB每秒,两个磁盘的RAID 0性能约96MB每秒,三个磁盘的RAID 0也许是130MB每秒而不是150MB每秒。 可使用容量是硬盘总数乘以单块硬盘的最小容量:Size=(N)*min(S1,S2,S3...Sn)
RAID1
RAID1是将一个两块硬盘所构成RAID磁盘阵列,其容量仅等于一块硬盘的容量,因为另一块只是当作数据“镜像”。RAID 1磁盘阵列显然是最可靠的一种阵列,因为它总是保持一份完整的数据备份。它的性能自然没有RAID 0磁盘阵列那样好,但其数据读取确实较单一硬盘来的快,因为数据会从两块硬盘中较快的一块中读出。RAID 1磁盘阵列的写入速度通常较慢,因为数据得分别写入两块硬盘中并做比较。RAID 1磁盘阵列一般支持“热交换”,就是说阵列中硬盘的移除或替换可以在系统运行时进行,无须中断退出系统。RAID 1磁盘阵列是十分安全的,不过也是较贵一种RAID磁盘阵列解决方案,因为两块硬盘仅能提供一块硬盘的容量。RAID 1磁盘阵列主要用在数据安全性很高,而且要求能够快速恢复被破坏的数据的场合。
RAID5
RAID Level 5是一种储存性能、数据安全和存储成本兼顾的存储解决方案。它使用的是Disk Striping技术。RAID 5至少需要三颗硬盘,RAID 5不是对存储的数据进行备份,而是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。当RAID5的一个磁盘数据发生损坏后,可以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。RAID 5可以理解为是RAID 0和RAID 1的折衷方案。RAID 5可以为系统提供数据安全保障,但保障程度要比镜像低而磁盘空间利用率要比镜像高。RAID 5具有和RAID 0相近似的数据读取速度,只是因为多了一个奇偶校验信息,写入数据的速度相对单独写入一块硬盘的速度略慢,若使用“回写高速缓存”可以让性能改善不少。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,存储成本相对较便宜。
可使用的容量为硬盘总数减去1的差,乘以单块硬盘的最小容量,公式为Size=(N-1)*min(S1,S2,S3...Sn)
RAID6
与RAID 5相比,RAID 6增加了第二个独立的奇偶校验信息块。两个独立的奇偶系统使用不同的算法,数据的可靠性非常高,即使两块磁盘同时失效也不会影响数据的使用。但RAID 6需要分配给奇偶校验信息更大的磁盘空间,相对于RAID 5有更大的“写损失”,因此“写性能”非常差。较差的性能和复杂的实作方式使得RAID 6很少得到实际应用。
同一数组中最多容许两个磁盘损坏。更换新磁盘后,数据将会重新算出并写入新的磁盘中。依照设计理论,RAID 6必须具备四个以上的磁盘才能生效。
可使用的容量为硬盘总数减去2的差,乘以单块硬盘的最小容量,公式为Size=(N-2)*min(S1,S2,S3...Sn)
RAID10
RAID 1与RAID 0的组合,先作RAID 1,再作RAID 0,也就是对多组RAID 1彼此构成Stripe访问。由于RAID 10是以RAID 1为基础,而RAID 1至少需要2块硬盘,因此要以多组RAID 1构成RAID 10,至少需要4块硬盘。以RAID 10最小的4台硬盘组态为例,先把4台硬盘分为2组,每组2台构成RAID 1,如此就得到两组RAID 1,然后再把两组RAID 1构成RAID 0。
RAID 10在底层的任一组或多组RAID 1中出现1台硬盘损坏时,仍能维持运作,不过如果任一组RAID 1中的两块硬盘损毁,整组RAID10就会失效。
RAID 10由于在上层把多组RAID 1构成Stripe,容量利用率是50%,例如:4块硬盘做的raid10的总容量是两块硬盘的容量。
RAID50
RAID 5与RAID 0的组合,先作RAID 5,再作RAID 0,也就是对多组RAID 5彼此构成Stripe访问。由于RAID 50是以RAID 5为基础,而RAID 5至少需要3台硬盘,因此要以多组RAID 5构成RAID 50,至少需要6台硬盘。以RAID 50最小的6台硬盘组态为例,先把6台硬盘分为2组,每组3台构成RAID 5,如此就得到两组RAID 5,然后再把两组RAID 5构成RAID 0。
RAID 50在底层的任一组或多组RAID 5中出现1台硬盘损坏时,仍能维持运作,不过如果任一组RAID 5中出现2台或两台以上硬盘损毁,整组RAID 50就会失效。
RAID 50由于在上层把多组RAID 5构成Stripe,性能比起单纯的RAID 5高,容量利用率比RAID5要低。比如同样9块硬盘,RAID 50则3个RAID 5组成RAID 0,每个RAID 5会损失一块硬盘的容量,利用率为(1-3/9),RAID 5则为(1-1/9)。
RAID60
RAID 6与RAID 0的组合:先作RAID 6,再作RAID 0。换句话说,就是对两组以上的RAID 6作Stripe访问。RAID 6至少需具备4块硬盘,所以RAID 60的最小需求是8块硬盘。
由于底层是以RAID 6组成,所以RAID 60可以容许任一组RAID 6中损毁最多2块硬盘,而系统仍能维持运作;不过只要底层任一组RAID 6中损毁3块硬盘,整组RAID 60就会失效,当然这种情况的机率相当低。
比起单纯的RAID 6,RAID 60的上层通过结合多组RAID 6构成Stripe访问,因此性能较高。不过使用门槛高,而且容量利用率低是较大的问题
RAID级别对比
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文章名称:如何理解Raid技术-创新互联
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