Raid攻略

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 还记得首次面试,遇到一道关于这样的笔试题“请解释raid0、raid1、raid10、raid5的概念”。话说我一个学网络的怎么会知道关于硬件方面的知识,瞬间我就石化了,结果。。。。可想而知。
   虽然后面也没有人再过问我这些问题,我也没有太多的留意。昨天,公司给了一个关于服务器入门知识的培训,让我再次遇到这个问题。既然学了,也就顺便做下笔记。下面有些不足之处,还希望各位大神批改,在下就此谢谢了。

1.什么是raid?

    Raid(Redundant Array of Independent Disks)——独立磁盘冗余阵列,raid是将同一阵列中的多个磁盘视为单一的虚拟磁盘,数据是以分段的方式顺序存放于磁盘阵列中。(至于什么是阵列,在下就不一一详解了,可以百度。)

 2.raid有哪些级别?

    Raid 0、Raid 1、Raid 3、Raid 5、Raid 10、Raid 30、Raid 50、Raid 6、Raid 7、Raid 1E、Raid 5E、Raid 5EE,常见的就是Raid 0、Raid 1、Raid3、Raid 5、Raid 10、Raid30,我也只重点介绍一下常见的几种类型,至于其他,请恕在下才疏学浅,不能一一道来。如果有高手愿意补充,在下也万分感激。

 3.Raid0的详解

 

    Raid0应用Data Striping(数据分段)技术,将所有硬盘构成一个磁盘阵列,可以同时对多个硬盘做读写动作,但是不具备备份及容错能力,它价格便宜,硬盘使用效率最佳,写入速度快,但是可靠度是最差的;

    如果磁盘阵列上有一个硬盘坏了,由于Raid0把数据拆开分别存到了不同的硬盘上,坏了一颗等于中断了数据的完整性,如果没有整个磁盘阵列的备份磁带的话,所有的数据是无法挽回的。因此,尽管它的效率很高,但是很少有人冒着数据丢失的危险采用这项技术

 

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     此RAID 级别组合了两个或更多硬盘,组合方式是用户数据(黄色存储区的 ABCD...)被分割成多个可管理单元。这些单元被分割到 RAID 0 阵列的不同驱动器中。这样,把两个或更多硬盘组合后,读写性能,特别是序列存取性能均得到提高。但是,RAID 0 阵列中未存储冗余信息,这就是说,其中一个硬盘出现故障后,所有数据都会丢失。编号 0 中也提到了缺少冗余,指示为无冗余。因此,安全要求较高的服务器一般不使用 RAID 0。

     优点:传输率最高 缺点:无冗余,也就是说,其中一个磁盘发生故障,所有数据将丢失

     应用:通常使用在暂存数据和高 I/O 速率的工作站

4.Raid1的详解

   RAID 1使用的是Disk Mirror(硬盘镜像)技术,就是把一个硬盘的内容同步备份复制到另一个硬盘里,所以具备了备份和容错能力,这样做的使用效率不高,但是可靠性高;

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   在 RAID 1 系统中,相同的数据被存储在两个硬盘上(100% 冗余)。当一个磁盘驱动器发生故障时,在另一个磁盘上可立即获得数据,从而无损数据完整性。通过一个 SCSI 通道映射两个磁盘时我们称之为"磁盘镜像"。如果每个磁盘都与独立的 SCSI 通道连接,我们称之为"磁盘双工"(更加安全)。RAID 1 为数据安全和系统可用性提供了一种简单及高效的解决方案。

   优点:可用性高,即使一个磁盘发生故障,逻辑硬盘上的数据依然可用

   缺点:需要 2 个磁盘,但只使用其中一个存储数据

   应用:通常使用于较小的系统,其中一个磁盘的容量足够,并用作启动盘

5.Raid3详解

  Raid3 采用Striping with Dedicated Parity Drive(有特定奇偶校验盘的数据分段技术),将用于奇偶校验的数据存到特定磁盘中,具有数据容错能力,可靠性较好;当单个硬盘失效时,会产生奇偶盘I/O瓶颈效应;硬盘使用效率是安装几个就减掉一个。

   

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   RAID 3 与 RAID 0 非常相似。上面的数据分割在各磁盘之间。此外,RAID 控制器也会计算单个磁盘 (P1, P2, ...) 上存储的冗余性(奇偶校验信息)。即使有一个磁盘发生故障,所有的数据完全可用。丢失的数据通过有效数据以及奇偶校验信息计算后存取。

   与 RAID 1 不同之处在于,只需要一个磁盘空间用于冗余。假如有一个由 5 个磁盘组成的 RAID 3 磁盘阵列,其中 80% 的安装磁盘容量用于用户容量,则只有 20% 的容量用于冗余。如果存在许多小数据块时,奇偶校验磁盘将出现吞吐量的瓶颈。对于较大的数据块,RAID 3 将展示大大提高的性能。

   优点:可用性高,即使一个磁盘发生故障,逻辑硬盘上的数据依然可用,很好地利用了磁盘空间(如 n 个磁盘的阵列,n-1 被用作数据存储)

   缺点:必须计算冗余信息,这样就限制了写入性能

  应用:由于安装容量与实际可用容量的比率较高,通常使用于较大的数据存储系统

6.Raid5的详解

  Raid5采用Striping with Distributed Parity(分布式奇偶校验的数据分段技术),将用于奇偶校验的数据存放到各个硬盘中,具有数据容错能力,可靠性好;校验值分散在各个盘的不同位置,相当程度的分散了负载,故有较好的性能,尤其是对小型数据。RAID5适用于银行和股市的联机交易系统(OLTP)。

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  与 RAID 3 不同,RAID 5 磁盘阵列中的奇偶校验数据分割在各磁盘之间。RAID 5 磁盘阵列提供更加平衡的吞吐量。即使对多重任务和多用户环境中的小数据块,它的响应时间都十分良好。

  RAID 5 与 RAID 3的安全级别相同:其中一个磁盘发生故障时,所有的数据完全可用。丢失的数据通过有效数据以及奇偶校验信息计算得出。

  优点:可用性高,即使一个磁盘发生故障,逻辑硬盘上的数据依然可用,很好地利用了磁盘空间(如 n 个磁盘的阵列,n-1 被用作数据存储)

  缺点:必须计算冗余信息,这样就限制了写入性能 .

  应用:由于安装容量与实际可用容量的比率较高,通常用于较大的数据存储系统

7.Raid10、Raid30详解

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   RAID 10 阵列用四个硬盘通过从 2 个 RAID 1 阵列形成一个 RAID 0 阵列来创建 RAID 0 和 RAID 1 组合。 由于 RAID 0 上的所有数据都是复制的,所以 RAID 10 的存储容量即是 RAID 0 阵列的容量。 例如,AID 10 阵列中四个 400 GB 的硬盘对操作系统而言就好象是一个 800 GB 的硬盘。
        RAID 10 的主要好处是结合了 RAID 0 性能和 RAID 1 容错的优点。 在一个硬盘出现故障的情况下,它可以提供良好的数据保护能力。 当一个硬盘发生故障时,从镜像磁盘的另一半可立即获得所有数据,从而无损数据完整性。 在一个磁盘发生故障的情况下,计算机系统可完全正常运行,从而确保生产率最大。 通过更换出现故障的硬盘,就可以恢复数据容错功能。

        RAID 10 阵列的性能优于单个驱动器,因为数据可同时从多个磁盘读取。 通过比较两个磁盘 RAID 0,RAID 10 的读取性能更佳,因为数据可从镜像磁盘的另一半读取,但为了确保将数据完全写出至阵列,写性能稍微有所降低。

最小磁盘数: 4
       优点: 结合了 RAID 0 的读性能与 RAID 1 的容错功能。
       容错: 性能优秀 - 磁盘镜像意味着一个磁盘上的数据在另一个磁盘上得到复制。
       应用: 高性能的应用程序要求提供数据保护,如视频编辑。

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   RAID 30也被称为专用奇偶位阵列条带。它具有RAID 0和RAID 3的特性,由两组RAID 3的磁盘(每组3个磁盘)组成阵列,使用专用奇偶位,而这两种磁盘再组成一个RAID 0的阵列,实现跨磁盘抽取数据。RAID 30提供容错能力,并支持更大的卷尺寸。

  象RAID 10一样,RAID 30也提供高可靠性,因为即使有两个物理磁盘驱动器失效(每个阵列中一个),数据仍然可用。 

  RAID 30最小要求有6个驱动器,它最适合非交互的应用程序,如视频流、图形和图象处理等。这些应用程序顺序处理大型文件,而且要求高可用性和高速度。

 8.Raid50详解

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    RAID 50被称为分布奇偶位阵列条带。同RAID 30相仿的,它具有RAID 5和RAID 0的共同特性。它由两组RAID 5磁盘组成(每组最少3个),每一组都使用了分布式奇偶位,而两组硬盘再组建成RAID 0,实验跨磁盘抽取数据。RAID 50提供可靠的数据存储和优秀的整体性能,并支持更大的卷尺寸。即使两个物理磁盘发生故障(每个阵列中一个),数据也可以顺利恢复过来。

 RAID 50最少需要6个驱动器,它最适合需要高可靠性存储、高读取速度、高数据传输性能的应用。这些应用包括事务处理和有许多用户存取小文件的办公应用程序。

9.Raid1E 详解

  RAID 1E是RAID 1的增强版本,它并不是我们通常所说的RAID 0+1的组合。RAID 1E的工作原理与RAID基本上是一样的,只是RAID 1E的数据恢复能力更强,但由于RAID 1E写一分数据至少要两次,因此,RAID处理器的负载得到加强,从而造成磁盘读写能力的下降。RAID 1E至少需要3块硬盘才能实现。

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 10.Raid5E详解

      RAID 5E是由IBM公司提出的一种私有RAID级别,与RAID 5不同的地方是将数据校验信息平均分布在每一个磁盘中,并且每个磁盘都要预留一定的空间,这部分空间没有进行条带化。当一个磁盘出现故障时,这个磁盘上的数据将被压缩到其他磁盘预留没有条带化的空间内,达到数据保护的作用,而这时候的RAID级别则从RAID 5E转换成了RAID 5,继续保护磁盘数据。RAID 5E允许两个磁盘出错,最少也需要4个磁盘才能实现RAID 5E。

 

 

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——以上就是在下所总结的关于常见的Raid方面的知识,后面相继关于网络及硬件方面的知识都会有所更新。

 

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