关于raid的基本知识点

Raid的基本原理

RAID ( Redundant Array of Independent Disks )即独立磁盘冗余阵列,通常简称为磁盘阵列。简单地说, RAID 是由多个独立的高性能磁盘驱动器组成的磁盘子系统,从而提供比单个磁盘更高的存储性能和数据冗余的技术。在服务器整个系统中, 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。

常见的RAID类型

RAID 0

RAID0技术把多块(至少两块)物理硬盘设备通过软件或硬件的方式串联在一起,组成一个大的卷组,并将数据依次写入到各个物理硬盘中。这样,在最理想的情况下,硬盘设备的读写性能会提升数倍,但是若任意一块硬盘发生故障将导致整个系统的数据都受到破坏。虽然,RAID0技术能够有效的提升硬盘数据的吞吐速度,但是不具备数据备份和错误修复能力。如下图,数据被分别写入到不同的硬盘设备中,即disk0和disk1硬盘设备会被分别保存数据资料,最终实现提升读取、写入速度的效果。

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RAID 1

尽管RAID0技术提升了硬盘设备的读写速度,但是它将数据一次写入各个物理硬盘中,也就是说,它的数据是分开存放的,其中任何一块硬盘发生故障都会损坏整个系统的数据。因此,如果生产环境对硬盘设备的读写速度没有要求,而是希望增加数据的安全性时,就需要用到RAID1技术了。

RAID1技术示意图如下图,它是把两块以上的硬盘设备进行绑定,在写入数据时,是将数据同时写入到多块硬盘设备上(可以将其视为数据的镜像或备份)。当其中某一块硬盘发生故障后,一般会立即自动以热交换的方式来恢复数据的正常使用。

RAID1技术虽然十分注重数据的安全性,但是因为是在多块硬盘设备中写入了相同的数据,因此硬盘设备的利用率下降了一半。从理论上说,如下图所示的应哦按空间的真实可用率只有50%,由三块硬盘设备组成的RAID1磁盘阵列的可用率只有33%左右,以此类推。由于需要把数据同时写入两块以上的硬盘设备,这无疑也在一定程度上增大了系统计算功能的负载。
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RAID 5

RAID 5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。当其中一个磁盘(最多一个)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。RAID 5具有和RAID 0相近似的数据读取速度,且磁盘空间利用率要比RAID 1高,存储成本相对较低,是目前运用较多的一种解决方案。用户选择做RAID 5的话,至少需要三块硬盘。
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RAID 10

鉴于RAID5技术是因为磁盘设备的成本问题对读写速度和数据的安全性能而有了一定的妥协,但是在企业里更在乎的还是数据本身的价值而非硬盘的价格,因此在生产环境中推荐使用RAID10技术。

RAID10即RAID0+RAID1的一个组合体。如下图所示,RAID10技术需要至少4块硬盘来组建,其中先分别两两制作成RAID1磁盘阵列,以保证数据的安全性;然后再对两个RAID1按阵列实施RAID0技术,进一步提高硬盘设备的读写速度。这样从理论上讲,只要坏的不是同一组中的所有磁盘,那么最多可以损坏50%的硬盘设备而不丢失数据。由于RAID10技术继承了RAID0的高速写速度和RAID1的数据安全性,在不考虑成本的情况下RAID10的性能都超过了RAID5,因此当前成为广泛使用的一种存储技术。

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上图中,4块磁盘做RAID 10,每个RAID 1允许1块磁盘掉线

如上图所示,允许在不同组的1/2 数目的硬盘离线而RAID组仍能正常工作。但在实际工作中,如果只是机械式的理解RAID10 的容错数量,没有及时修复故障,一旦同组第二块硬盘离线,那么组与组之间所做的RAID0是没有容错机制的,后果将是灾难性的。

RAID类型对比

类型 读写性能 安全性 磁盘利用率 成本 应用
RAID0 最好 无安全保障 100% 最低 个人用户
RAID1 读取速度和一块硬盘无区别,写则要两块硬盘 可以提供百分百的备份 50% 最高 适用于存放重要数据,如服务器和数据存储等
RADI5 读取速度和RAID0相近,写会多一个奇偶校验信息写入 与RAID1相近 n-1/n >RAID1 是一种存储性能、数据安全和存储成本兼顾的存储解决方案

转载参考自:

  1. https://blog.csdn.net/Mr_Yang__/article/details/85228465
  2. http://baijiahao.baidu.com/s?id=1599790534545648124&wfr=spider&for=pc

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