RAID磁盘阵列(看咱这篇就够了!)
目录
一、RAID简介
二、RAID的级别详列
三、总结
前言:
写这篇博客的原因是小编在工作中遇到的这个不熟悉的硬件知识,然后工作之余就立马搜集了资料进行学习。了解了RAID的作用和区别以及如何进行挂载之类的。本篇以及之后的一篇博客适合新手小白来初识RAID!
一、RAID简介
RAID是英文(Redundant Array of Independent Disks)的缩写,翻译成中文是“独立磁盘冗余阵列”, 简称磁盘阵列(Disk Array)
简单的说,RAID是一种把多块独立的硬盘(物理硬盘)按不同的方式组合起来形成一个硬盘组(逻辑硬盘),从而提供比单个硬盘更高的存储性能和提供数据备份技术。利用这项技术,将数据切割成许多区段,分别存放在各个硬盘上。磁盘阵列还能利用同位检查(Parity Check)的观念,在数组中任意一个硬盘故障时,仍可读出数据,在数据重构时,将数据经计算后重新置入新硬盘中。
组成磁盘阵列的不同方式称为RAID级别(RAID Levels),现在已拥有了从 RAID 0 到 6 七种基本的RAID 级别。另外,还有一些基本RAID级别的组合形式,如RAID 10(RAID 0+RAID 1的组合)等等。
二、RAID的级别详列
2.1RAID 0
RAID0 俗称“条带”,它将两个或者多个硬盘组成一个逻辑硬盘,容量是所有硬盘之和。 Raid0最低需要两块硬盘,它把数据分散到每块硬盘上进行存储,所以raid0拥有所有 raid种类中最强的存储性能。 而raid0的总可用空间容量就是硬盘数量乘以最低容量硬盘的容量,连续读写性能就是单盘的倍数。
特点:数据条带化,无校验,不提供数据保护; 数据并发写入多个硬盘。
优点:RAID读写性能最高,100%的磁盘空间利用率。
缺点:此方式硬盘数据没有冗余,没有容错,一旦一个物理硬盘损坏,则所有数据均丢失。
适用:RAID0 适合于对数据量大,但安全性要求不高的场景,比如音像、视频文件的存储等。
2.2RAID 1
RAID1俗称“镜像”,它最少由两个硬盘组成,而且两个硬盘上存储的数据均相同,以实现数据冗余。 容错性是所有组合中方式里最好的,只要有一块硬盘正常,则能继续保持正常工作。 但它对磁盘利用率只有50%。 RAID1只支持两块硬盘组RAID阵列,而实际容量只有最小的那块硬盘的容量,原因是RAID1只提高了数据的安全性。 但是RAID1不等于数据备份。
特点:数据镜像,无校验(检查)。 一半的空间存储冗余数据,但是在所有的RAID中数据安全性 最高。
优点:所有的RAID中安全性能最高,即使一块磁盘发生故障,仍能正常运转。 镜像磁盘没有完全 故障,数据就不会丢失。
缺点:一半的磁盘空间用于存储冗余数据,磁盘空间利用率50%
适用:数据安全性要求比较高的场景,如邮件系统,数据库等。
2.3RAID 5
RAID5采用硬盘分割的技术,最少需要三块硬盘才可以组建RAID5阵列,它没有数据冗余,而是把数据奇偶校验的方式存储到每块硬盘上,它将数据分散储存在阵列的每个磁盘,并且还伴有一个数据校验位,数据位与校验位通过算法能相互验证,当丢失其中的一位时,RAID控制器能通过算法,利用其它两位数据将丢失的数据进行计算还原。 因而RAID5最多只允许一个硬盘损坏,有容错性。
特点:数据条带化,校验数据均匀分布在每个物理磁盘上。 当某个物理磁盘发生故障十五,可根 据同一条带的其他数据块和对应的校验数据来重建损坏的数据。
优点:允许1个物理磁盘发生故障,而不丢失数据。 读取性能相对较高,磁盘空间利用率大于 RAID1+0。
缺点:写入性能相对低。 重建数据时,性能会受到较大的影响。
适用:RAID5可理解为RAID0和RAID1折中方案,兼顾储存性能,数据安全和存储成本等因素。
2.4RAID 6
在RAID5的基础上改良而成的,RAID6再将数据校验位增加一位,所以允许损坏的硬盘数量为两个。 由于同一阵列中两个硬盘同时损坏的概率非常少,所以RAID6 用增加一块硬盘的代价,换来了比 RAID5 更高的数据安全性。 RAID6 即带有两种分布存储的奇偶校验码的独立磁盘结构, 主要是用于要求数据绝对不能出错的场合,使用了二种奇偶校验值,所以需要 N+2 个磁盘,同时对控制器的设计变得十分复杂,写入速度也不好,用于计算奇偶校验值 和验证数据正确性所花费的时间比较多,造成了不必须的负载,很少人用。
特点:数据条带化,校验数据(2组)均匀分布在每个物理磁盘上。 即使有两个磁盘同时故障,也 可通过2组校验数据来重建两个磁盘上损坏的数据。
优点:允许两个物理磁盘发生故障,而不丢失数据。 读取性较高。
缺点:成本高于RAID 5,写入性能较低(低于RAID 5)。
适用:RAID 6主要用于对数据安全要求非常高、成本同样重要的场景,它一般是替代RAID 10经 济性选择。 如金融、数据库等。
2.5RAID 10
RAID10是先将数据进行镜像操作,然后再对数据进行分组。 RAID 1 在这里就是一个冗余的 备份阵列,而 RAID 0 则负责数据的读写阵列。 至少要四块盘,两块做 raid0,另两块 做 raid1,RAID 10 对存储容量的利用率和 RAID 1 一样低,只有 50%.。 Raid1+0 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, 并且当同时损坏的磁盘不在同一 Raid1 中,就能保证数据安全性。
特点:RAID1与RAID0的结合,先创建RAID1,再创建RAID0
优点:读取性能仅次于RAID0。 镜像中的磁盘没有全部故障,数据就不会丢失。 一半的物理磁盘 发生故障时,仍可以运转。
缺点:成本高。 磁盘利用率50%,一半的空间用于冗余数据。
适用:适用于读写性能要求高,数据安全大于磁盘成本的场景。 如银行、数据库等。
2.6RAID 01
(1)raid01是先做条带再做镜像,这种架构的安全性低于raid10,而两者由于IO数量一致。 读写速度相同,使用的硬盘数量也一致。
(2)当有磁盘发生故障时,RAID10工作能力高于RAID01
三、总结
①容错对比
②性能对比