什么是RAID

什么是RAID?

1.RAID是什么

2.RIAD的优点

3.RAID实现的方式

4.常用RAID的类型:RAID0 ,RAID1 ,RAID5 ,RAID6 ,RAID10 ,RAID01 ,RAID50

5.总结

1.RAID是什么

RAID(Redundant Array of Independent Disks)简称磁盘阵列。

简单来说就是多个磁盘合成一个“阵列”来提供更好的性能、冗余,或者两者都提供

基本思想就是把多个相对便宜的硬盘组合起来,成为一个硬盘阵列组。使性能达到甚至超过一个价格昂贵,容量巨大的硬盘。RAID把多个硬盘组合成为一个逻辑扇区,因此,操作系统只会把它当作一个硬盘。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。

2.RAID的优点

RAID相比单颗硬盘的好处在于:增强数据集成度,增强容错能力,增加处理或容量。,磁盘阵列对于计算机来说就像是一个单独的硬盘或逻辑存储单元。常用的有RAID-0,RAID-1,RAID-5,RAID-6以及他们的组合RAID-10,RAID-01,RAID-50,RAID-60,

3.RAID实现的方式

外接式磁盘阵列:通过扩展卡提供适配能力
内接式RAID:主板集成RAID控制器,安装OS前在BIOS里配置
软件RAID:通过OS实现

4.常用RAID的类型

RAID-0: 简单来说,提升读写性能,无容错能力,最少磁盘数2,2+,可用空间n/n

RAID 0亦称为带区集。它将两个以上的磁盘并联起来,成为一个大容量的磁盘。在存放数据时,分段后分散存储在这些磁盘中,因为读写时都可以并行处理,所以在所有的级别中,RAID 0的速度是最快的。但是RAID 0既没有冗余功能,也不具备容错能力,如果一个磁盘(物理)损坏,所有数据都会丢失,危险程度与JBOD相当。
什么是RAID_第1张图片

RAID-1:简单来说,读性能提升、写性能略有下降,有冗余能力,最少磁盘书2,2n,可用空间n/2

两组以上的N个磁盘相互作镜像,在一些多线程操作系统中能有很好的读取速度,理论上读取速度等于硬盘数量的倍数,与RAID 0相同。另外写入速度有微小的降低。只要一个磁盘正常即可维持运作,可靠性最高。其原理为在主硬盘上存放数据的同时也在镜像硬盘上写一样的数据。当主硬盘(物理)损坏时,镜像硬盘则代替主硬盘的工作。因为有镜像硬盘做数据备份,所以RAID 1的数据安全性在所有的RAID级别上来说是最好的。但无论用多少磁盘做RAID 1,仅算一个磁盘的容量,是所有RAID中磁盘利用率最低的一个级别。
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RAID-5:简单来说, 读、写性能提升,有容错能力允许最多坏一块硬盘,最少磁盘3,3+,可用空间n-1/n

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(硬盘分割)技术。

RAID 5至少需要三个硬盘,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。

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RAID-6:简单来说,读、写性能提升,有容错能力允许最多2块磁盘损坏,最少磁盘数4, 4+,可用空间n-2/n

与RAID 5相比,RAID 6增加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,任意两块磁盘同时失效时不会影响数据完整性。RAID 6需要分配给奇偶校验信息更大的磁盘空间和额外的校验计算,相对于RAID 5有更大的IO操作量和计算量,其“写性能”强烈取决于具体的实现方案,因此RAID 6通常不会通过软件方式来实现,而更可能通过硬件方式实现。

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。

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RAID-10与RAID-01:简单来说,RAID-01与RAID-10的组合区别在于先做RAID1还是先做RAID0,RAID-10的实用性更高,因为RAID-10坏了一块硬盘其他硬盘可以照常运作而RAID-01只要一块硬盘受损其他硬盘都会停止运作。

RAID 10是先镜射再分割数据,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 01则是跟RAID 10的程序相反,是先分割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。

当RAID 10有一个硬盘受损,其余硬盘会继续运作。RAID 01只要有一个硬盘受损,同组RAID 0的所有硬盘都会停止运作,只剩下其他组的硬盘运作,可靠性较低。如果以六个硬盘建RAID 01,镜射再用三个建RAID 0,那么坏一个硬盘便会有三个硬盘脱机。因此,RAID 10远较RAID 01常用,零售主板绝大部分支持RAID 0/1/5/10,但不支持RAID 01。

什么是RAID_第5张图片什么是RAID_第6张图片

RAID 50:简单来说,即是RAID 5与RAID 0的组合,先做RAID 5,再作RAID 0

RAID 50是以RAID 5为基础,而RAID 5至少需要3颗硬盘,因此要以多组RAID 5构成RAID 50,至少需要6颗硬盘。以RAID 50最小的6颗硬盘配置为例,先把6颗硬盘分为2组,每组3颗构成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颗硬盘损坏时,仍能维持运作,不过如果任一组RAID 5中出现2颗或2颗以上硬盘损毁,整组RAID 50就会失效。
在这里插入图片描述

RAID 60:简单来说,即是RAID6与RAID0的组合,先做RAID 6,再作RAID 0。

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颗硬盘,而系统仍能维持运作;不过只要底层任一组RAID 6中损毁3颗硬盘,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的上层透过结合多组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。
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5.总结

RAID2、3、4较少实际应用,因为RAID5已经涵盖所需的功能就不再赘述了,实际应用上则以RAID5为主。常用的以下几种为主

RAID-0:读写速度最快,磁盘利用率最高,但是没有任何容错率不可恢复,追求速度不怕数据丢失

RAID-1:读性能提升写性能下降,利用率最低,但是具有冗余性,重要数据可以采用

RAID-5:是前两者的综合,读写性能都有提升,具有容错率可以允许坏一块磁盘,成本比RAID1低。降低成本可以用

RAID-6:是RAID5的升级版,数据可靠性更高允许坏两块磁盘

RAID-10:提升性能的同时且具有冗余性,成本较高,数据安全性以及性能都很强

RAID-50:提升性能的同时具有RAID-5的特性

RAID-60:提升性能的同时具有RAID-6的特性

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