【存储】RAID磁盘阵列(Redundant Arrays of Independent Disks)

RAID 的两个关键目标是提高数据可靠性和 I/O 性能。在整个系统中,RAID被看作是由两个或更多磁盘组成的存储空间,通过并发地在多个磁盘上读写数据来提高存储系统的 I/O 性能。大多数 RAID 等级具有完备的数据校验、纠正措施,从而提高系统的容错性,甚至镜像方式,大大增强系统的可靠性,Redundant也由此而来。

SNIA 、 Berkeley 等组织机构按照磁盘组织在一起的工作方式不同,把 RAID0 、 RAID1 、 RAID2 、 RAID3 、 RAID4 、 RAID5 、 RAID6 七个等级定为标准的 RAID 等级,这也被业界和学术界所公认。标准 RAID 可以组合,即 RAID 组合等级,满足对性能、安全性、可靠性要求更高的存储应用需求,常用的有R01、R10。 

1.RAID0模式(无冗错的数据条带)

RAID0 是一种简单的、无数据校验的数据条带化技术,不提供任何形式的冗余策略。将所在磁盘条带化后组成大容量的存储空间,将数据分散存储在所有磁盘中,以独立访问方式实现多块磁盘的并读访问。由于并发执行磁盘 I/O 操作,且不需要进行数据校验,总线带宽可得到充分利用。

(1)优点

成本低: 磁盘空间利用率100%,存储成本较低。

读写性能高:理论上N块磁盘组成的RAID0,读写速率为单块硬盘的N倍,读写性能在所有 RAID 等级中是最高的。

(2)缺点

可靠性差:任何一块硬盘发生故障,整个RAID上的数据将不可恢复。

(3)应用场景

RAID0 一般适用于对性能要求严格但对数据安全性和可靠性不高的应用,如视频、音频存储、临时数据缓存空间等。  

 2.RAID1模式(无校验的相互镜像)

RAID1 称为镜像,它将是数据完全一致地分别写到工作磁盘和镜像磁盘,两块硬盘互为镜像。

(1)优点

可靠性高:提供了最佳的数据保护,任何一块硬盘出现故障时,系统自动从镜像磁盘读取数据,存储数据不会丢失,也不会影响用户工作。

(2)缺点

成本高: 磁盘空间利用率50%,存储成本较高。

读升写降:读取时可并发I/O操作,读性能大大提升;但写入时一份数据写入两块磁盘,写性能略有下降。

(3)应用场景

RAID1 应用于对顺序读写性能要求高以及对数据保护极为重视的应用,如对邮件系统的数据保护。

3.RAID 3模式(带有专用位校验的数据条带)

    RAID3是把数据分成多个“块”,按照一定的容错算法,存放在N+1个硬盘上,实际数据占用的有效空间为N个硬盘的空间总和,而第N+1个硬盘存储的数据是校验容错信息,当这N+1个硬盘中的其中一个硬盘出现故障时,从其它N个硬盘中的数据也可以恢复原始数据。

 4.RAID 5模式(带分散校验的数据条带)

  RAID5 应该是目前最常见的 RAID 等级

    RAID5不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,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。

    6、RAID 01和RAID 10模式

   RAID 01是磁盘分段及镜像的结合,采用2组RAID0的磁盘阵列互为镜像,它们之间又成为一个RAID1的阵列。硬盘使用率只有50%,但是提供最佳的速度及可靠度。

    RAID10最少需要4块硬盘才能完成。把2块硬盘组成一个RAID1,然后两组RAID1组成一个RAID0。虽然RAID10方案造成了50%的磁盘浪费,但是它提供了200%的速度和单磁盘损坏的数据安全性。

 RAID01 是先做条带化再作镜像,本质是对物理磁盘实现镜像;而 RAID10 是先做镜像再作条带化,是对虚拟磁盘实现镜像。相同的配置下,通常 RAID01 比 RAID10 具有更好的容错能力。

参考文档:

图文并茂 RAID 技术全解

RAID原理及软RAID的实现方式

猜你喜欢

转载自www.cnblogs.com/badboy200800/p/9900552.html