RAID簡(jiǎn)述

RAID 是一種用于提高數(shù)據(jù)存儲(chǔ)性能和可靠性的技術(shù)，英文全稱：Redundant Array of Independent Disks，中文意思：獨(dú)立磁盤(pán)冗余陣列。RAID 系統(tǒng)由兩個(gè)或多個(gè)并行工作的驅(qū)動(dòng)器組成，這些可以是硬盤(pán)或者 SSD（固態(tài)硬盤(pán)）。

RAID 可分為軟件 RAID 和硬件 RAID，在軟件 RAID 中，內(nèi)存架構(gòu)由操作系統(tǒng)管理，在硬件 RAID 的情況下，磁盤(pán)內(nèi)有一個(gè)專用控制器和處理器來(lái)管理內(nèi)存。

RAID級(jí)別

RAID級(jí)別有基本 RAID 級(jí)別（0、1、5 和 6）和跨區(qū) RAID 級(jí)別（10、50 和 60）。

跨區(qū) RAID 陣列結(jié)合了兩個(gè)或多個(gè)基本 RAID 陣列，通過(guò)克服特定 RAID 控制器支持的每個(gè)陣列的最大驅(qū)動(dòng)器數(shù)量限制來(lái)提供更高的性能、容量和可用性。

下面我們就詳細(xì)介紹一下各個(gè)RAID級(jí)別。

RAID 0

RAID 0 基于數(shù)據(jù)條帶化，數(shù)據(jù)流被分成多個(gè)段或塊，每個(gè)塊都存儲(chǔ)在不同的磁盤(pán)上。因此，當(dāng)系統(tǒng)想要讀取該數(shù)據(jù)時(shí)，它可以同時(shí)從所有磁盤(pán)讀取數(shù)據(jù)并將它們連接在一起以重建整個(gè)數(shù)據(jù)流，這樣做的好處是讀寫(xiě)操作的速度大大提高，它非常適合性能優(yōu)先于其他方面的情況，此外，整個(gè)卷的總?cè)萘渴歉鱾€(gè)磁盤(pán)容量的總和。

什么是條帶化？

數(shù)據(jù)在多個(gè)磁盤(pán)之間拆分，在所有磁盤(pán)之間平均分配，同時(shí)消除任何單個(gè)磁盤(pán)的過(guò)載，可以同時(shí)從多個(gè)磁盤(pán)檢索數(shù)據(jù)，提高了速度，從而提高性能，這就是條帶化。

優(yōu)點(diǎn)

• 數(shù)據(jù)被剝離到多個(gè)驅(qū)動(dòng)器中
• 磁盤(pán)空間被充分利用
• 至少需要 2 個(gè)驅(qū)動(dòng)器
• 高性能

缺點(diǎn)

• 不支持?jǐn)?shù)據(jù)冗余
• 不支持容錯(cuò)
• 沒(méi)有錯(cuò)誤檢測(cè)機(jī)制
• 任一磁盤(pán)發(fā)生故障都會(huì)導(dǎo)致相應(yīng)陣列中的數(shù)據(jù)完全丟失

RAID 1

RAID 1 使用數(shù)據(jù)鏡像的概念，數(shù)據(jù)被鏡像或克隆到一組相同的磁盤(pán)，這樣如果其中一個(gè)磁盤(pán)出現(xiàn)故障，可以使用另一個(gè)。它還提高了讀取性能，因?yàn)榭梢酝瑫r(shí)從所有磁盤(pán)訪問(wèn)不同的數(shù)據(jù)塊。

但與 RAID 0 不同的是，寫(xiě)入性能會(huì)降低，因?yàn)槊慨?dāng)有新數(shù)據(jù)時(shí)必須更新所有驅(qū)動(dòng)器書(shū)面。另一個(gè)缺點(diǎn)是空間被浪費(fèi)來(lái)復(fù)制數(shù)據(jù)，從而增加了存儲(chǔ)成本比。

什么是鏡像？

數(shù)據(jù)在多個(gè)磁盤(pán)之間進(jìn)行鏡像意味著數(shù)據(jù)的副本存儲(chǔ)在不同的存儲(chǔ)設(shè)備之間，這也將增加冗余和性能。

RAID 1 是最常用的 RAID 級(jí)別，旨在增強(qiáng)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的安全性。例如，如果一個(gè)文件被寫(xiě)入并保存到一個(gè)硬盤(pán)上，它會(huì)自動(dòng)保存到硬盤(pán)2、3 或其他磁盤(pán)上。這意味著系統(tǒng)提供了完全冗余，這意味著如果一個(gè)驅(qū)動(dòng)器發(fā)生故障，第二個(gè)驅(qū)動(dòng)器已準(zhǔn)備好跳入。

優(yōu)點(diǎn)

• 執(zhí)行數(shù)據(jù)鏡像，即來(lái)自一個(gè)驅(qū)動(dòng)器的相同數(shù)據(jù)被寫(xiě)入另一個(gè)驅(qū)動(dòng)器以實(shí)現(xiàn)冗余。
• 高讀取速度，因?yàn)槿绻粋€(gè)磁盤(pán)繁忙，則可以使用任何一個(gè)磁盤(pán)
• 即使任何一個(gè)驅(qū)動(dòng)器發(fā)生故障，陣列也能正常工作
• 至少需要 2 個(gè)驅(qū)動(dòng)器

缺點(diǎn)

• 費(fèi)用較高（每個(gè)驅(qū)動(dòng)器需要 1 個(gè)額外的驅(qū)動(dòng)器用于鏡像）
• 由于必須更新所有驅(qū)動(dòng)器，因此寫(xiě)入性能較慢

RAID 5

RAID 5 需要使用至少 3 個(gè)驅(qū)動(dòng)器，像 RAID 0 一樣跨多個(gè)驅(qū)動(dòng)器條帶化數(shù)據(jù)，但也有跨驅(qū)動(dòng)器分布的“奇偶校驗(yàn)”。在單個(gè)驅(qū)動(dòng)器發(fā)生故障的情況下，使用存儲(chǔ)在其他驅(qū)動(dòng)器上的奇偶校驗(yàn)信息將數(shù)據(jù)拼湊在一起。停機(jī)時(shí)間為零。讀取速度非?？?，但由于必須計(jì)算奇偶校驗(yàn)，寫(xiě)入速度稍慢。它非常適合數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器數(shù)量有限的文件和應(yīng)用程序服務(wù)器。

RAID 5 為該奇偶校驗(yàn)損失了 33% 的存儲(chǔ)空間（使用三個(gè)驅(qū)動(dòng)器），但它仍然是比 RAID 1 更具成本效益的設(shè)置，最流行的 RAID 5 配置使用四個(gè)驅(qū)動(dòng)器，這將損失的存儲(chǔ)空間降低到 25% . 它可以與多達(dá) 16 個(gè)驅(qū)動(dòng)器一起工作。

RAID 5 也稱為帶分布式奇偶校驗(yàn)的條帶化：

優(yōu)點(diǎn)

• 具有分布式奇偶校驗(yàn)的塊級(jí)剝離
• 奇偶校驗(yàn)分布在陣列中的磁盤(pán)上
• 高性能
• 成本效益
• 至少需要 3 個(gè)驅(qū)動(dòng)器

缺點(diǎn)

• 在磁盤(pán)故障的情況下，恢復(fù)可能需要更長(zhǎng)的時(shí)間，因?yàn)楸仨殢乃锌捎抿?qū)動(dòng)器計(jì)算奇偶校驗(yàn)
• 無(wú)法承受并發(fā)驅(qū)動(dòng)器故障

RAID 6

RAID 6 使用雙奇偶校驗(yàn)塊來(lái)實(shí)現(xiàn)比 RAID 5 更好的數(shù)據(jù)冗余，這增加了陣列中最多兩個(gè)驅(qū)動(dòng)器故障的容錯(cuò)能力。每個(gè)磁盤(pán)都有兩個(gè)奇偶校驗(yàn)塊，它們存儲(chǔ)在陣列中的不同磁盤(pán)上，RAID 6 是用于維護(hù)高可用性系統(tǒng)的非常實(shí)用的基礎(chǔ)架構(gòu)。

RAID 6 是標(biāo)準(zhǔn) Web 服務(wù)器的一個(gè)很好的選擇，其中大部分事務(wù)都是讀取的，但不建議用于重寫(xiě)環(huán)境，例如數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器。

RAID 6 也稱為 帶雙分布式奇偶校驗(yàn)的條帶化：

優(yōu)點(diǎn)

• 具有 DUAL 分布式奇偶校驗(yàn)的塊級(jí)剝離
• 創(chuàng)建了 2 個(gè)奇偶校驗(yàn)塊
• 可以在陣列中同時(shí)發(fā)生 2 個(gè)驅(qū)動(dòng)器故障
• 額外的容錯(cuò)和冗余
• 至少需要 4 個(gè)驅(qū)動(dòng)器

缺點(diǎn)

• 成本費(fèi)用可能成為一個(gè)因素
• 由于雙重奇偶校驗(yàn)，寫(xiě)入數(shù)據(jù)需要更長(zhǎng)的時(shí)間

RAID 10（RAID 1+0）

RAID 10 以相反的順序?qū)?RAID 1 和 RAID 0 組合在一起，有時(shí)，它也被稱為“嵌套”或“混合”RAID，這是一種“兩全其美的方法”，因?yàn)樗哂?RAID 0 的快速性能和 RAID 1 的冗余性。在此設(shè)置中，多個(gè) RAID 1 塊相互連接，使其像 RAID 0。它用于在需要巨大磁盤(pán)性能（大于 RAID 5 或 6）以及冗余的情況下。

優(yōu)點(diǎn)

• 無(wú)奇偶代
• 執(zhí)行 RAID 0 剝離數(shù)據(jù)和 RAID 1 鏡像
• 剝離在鏡像之前執(zhí)行
• 可用容量為 n/2 * 磁盤(pán)大?。╪ = 磁盤(pán)數(shù)量）
• 所需的驅(qū)動(dòng)器應(yīng)該是 2 的倍數(shù)
• 剝離數(shù)據(jù)時(shí)的高性能

缺點(diǎn)

• 成本高，因?yàn)槊總€(gè)驅(qū)動(dòng)器都需要額外的驅(qū)動(dòng)器
• 100% 的磁盤(pán)容量未被使用，因?yàn)橐话胗糜阽R像
• 可擴(kuò)展性非常有限

RAID 50

RAID 50 由兩個(gè)或多個(gè)RAID 5陣列組成，形成類似RAID 0的條帶化陣列。與配置相同數(shù)量的RAID 5相比，它提供了更高的訪問(wèn)性能和更強(qiáng)的數(shù)據(jù)保護(hù)性能。單個(gè) RAID5 等效陣列稱為“子集”或“子陣列”，可以配置三個(gè)或更多子集。

RAID 50 可以在服務(wù)器和陣列上實(shí)現(xiàn)，以運(yùn)行各種應(yīng)用程序，例如文件服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、虛擬機(jī)存儲(chǔ)和備份、視頻編輯、3D 動(dòng)畫(huà)渲染等等。

RAID 50 也稱為帶分布式奇偶校驗(yàn)的跨區(qū)條帶化：

優(yōu)點(diǎn)

• 減少重建時(shí)間
• 改進(jìn)冗余性能
• 提升訪問(wèn)性能

缺點(diǎn)

• 需要6張以上的驅(qū)動(dòng)器
• 裝機(jī)效率降低
• 有限冗余

RAID 60

RAID 60（有時(shí)稱為 RAID 6+0）將多個(gè) RAID 6 集（帶雙奇偶校驗(yàn)的條帶化）與 RAID 0（條帶化）結(jié)合在一起。雙奇偶校驗(yàn)允許每個(gè) RAID 6 陣列中的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)器發(fā)生故障，而條帶化可提高容量和性能，而無(wú)需向每個(gè) RAID 6 陣列添加驅(qū)動(dòng)器。

與 RAID 50 一樣，RAID 60 配置可以容納 8 個(gè)或更多驅(qū)動(dòng)器，但只能用于 16 個(gè)以上驅(qū)動(dòng)器的配置。RAID 60 的可用容量在 50%-88% 之間，具體取決于 RAID 組中數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器的數(shù)量。

請(qǐng)注意，上述所有可用于 RAID 10 和 RAID 50 的多分支配置也可用于 RAID 60。例如，對(duì)于 36 個(gè)驅(qū)動(dòng)器，您可以擁有一個(gè) RAID 60，每個(gè)分支包含 18 個(gè)驅(qū)動(dòng)器，或者一個(gè) RAID三條腿中有 60 條，每條腿有 12 個(gè)驅(qū)動(dòng)器。

RAID 60 與 RAID 50 類似，但提供更多冗余，適用于超大容量服務(wù)器，尤其是那些不會(huì)備份的服務(wù)器（即處理大量攝像機(jī)的視頻監(jiān)控服務(wù)器）。

RAID 60 也稱為帶雙分布式奇偶校驗(yàn)的跨區(qū)條帶化：

優(yōu)點(diǎn)

• 組內(nèi)每個(gè) RAID 6 陣列可以承受兩個(gè)驅(qū)動(dòng)器故障，因此非常安全
• 非常大且物有所值，考慮到除非有大量驅(qū)動(dòng)器，否則不會(huì)使用此 RAID 級(jí)別

缺點(diǎn)

• 需要大量驅(qū)動(dòng)器
• 由于奇偶校驗(yàn)計(jì)算丟失了更多驅(qū)動(dòng)器，因此比 RAID 50 稍貴

RAID級(jí)別比較

RAID 級(jí)別的選擇受以下因素驅(qū)動(dòng)：

• 讀取性能
• 寫(xiě)入性能
• 容錯(cuò)性
• 陣列性能下降（對(duì)于容錯(cuò) RAID 級(jí)別）
• 有效存儲(chǔ)容量

下表總結(jié)了 RAID 級(jí)別及其特性，以幫助您選擇最適合您需要的 RAID 級(jí)別：

上表左右滑動(dòng)可以看的全面！

總結(jié)

本文給大家介紹了RAID 陣列的概念、級(jí)別，每個(gè)級(jí)別都做了詳細(xì)的介紹，最后還進(jìn)行了比較，希望本文對(duì)您有所幫助，感謝您的閱讀！文章來(lái)源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-450400.html

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