目前常用的RAID技術解讀

本文轉載自查看原文 2020-04-25 17:51 736

RAID技術解讀

1、什么是RAID ？

RAID的全稱（Redundant Array of inexpensive Disks廉價磁盤冗余陣列），而在我們的現實生活之中我們會發現磁盤並不廉價，所以我們現在也稱之為獨立磁盤冗余陣列。1988年由加利福尼亞大學伯克利分校（University of California-Berkeley） “A Case for Redundant Arrays of Inexpensive Disks”,多個磁盤合成一個“陣列”來提供更好的性能、冗余，或者兩者都提供。

2、RAID功能實現

提高IO能力,磁盤並行讀寫

提高耐用性,磁盤冗余算法來實現

3、RAID實現的方式
外接式磁盤陣列：通過擴展卡提供適配能力

內接式RAID：主板集成RAID控制器，安裝OS前在BIOS里配置

軟件RAID：通過OS實現，比如：群暉的NAS

4、RAID級別

Raid技術主要包含Raid 0～Raid 50等數個級別，它們的側重點各不相同，常見的級別有RAID0 1 2 3 4 5 6 7 (及10、01、50等組合級別)。

目前常用的有（RAID-0, RAID-1, RAID-5, RAID-10, RAID-50）

RAID 0

RAID0以條帶的形式將數據均勻的分布在陣列上的各個磁盤之上。

是一種簡單的、無數據校驗的數據條帶化技術。

性能：具備高讀寫性能
冗余：無冗余技術，一旦數據損壞，將無法恢復
磁盤利用率：100% 的高存儲空間利用率
至少需要硬盤數：2N
允許壞硬盤數：允許壞0塊磁盤
適應領域：一般適用於對性能要求嚴格但對數據安全性和可靠性不高的應用，如視頻、音頻存儲、臨時數據緩存空間等
優點：低成本、高讀寫性能、 100% 的高存儲空間利用率不存在校驗、不會占用太多的CPU;設計、使用和配置比較簡單
缺點：無冗余，一旦數據損壞，將無法恢復

RAID 1

RAID1 稱為鏡像，它將數據完全一致地分別寫到工作磁盤和鏡像磁盤

RAID1 在數據寫入時，響應時間會有所影響，但是讀數據的時候沒有影響。

RAID1 提供了最佳的數據保護，一旦工作磁盤發生故障，系統自動從鏡像磁盤讀取數據，不會影響用戶工作

性能：讀性能提升、寫性能略有下降
冗余：有冗余技術一旦工作磁盤發生故障，系統自動從鏡像磁盤讀取數據
磁盤利用率：50%
至少需要硬盤數：2N
允許壞硬盤數：允許壞1塊磁盤
適應領域：財務、金融等高可用、高安全的數據存儲環境
優點：具有100%的數據冗余，提供最高的數據安全保障，理論上可以實現2倍的讀取效率，設計和使用也比較簡單;
缺點：開銷大，磁盤空間的利用率只有50%，在寫操作方面性能並沒有提升

RAID 5

RAID 5與RAID 4 相似，在此基礎上做了改進，區別在於校驗數據交叉分布在陣列中的所有磁盤上，而沒有采用專門的校驗磁盤。

RAID 5可以理解為是RAID 0和RAID 1的折衷方案。RAID 5具有和RAID 0相近似的數據讀取速度，只是多了一個奇偶校驗信息，寫入數據的速度比對單個磁盤進行寫入操作稍慢。同時由於多個數據對應一個奇偶校驗信息，RAID 5的磁盤空間利用率要比RAID 1高，存儲成本相對較低

性能：讀、寫性能提升
冗余：有冗余技術當RAID 5的一個磁盤數據發生損壞后，利用剩下的數據和相應的奇偶校驗信息去恢復被損壞的數據
磁盤利用率：(N-1)/N
至少需要硬盤數：3N
允許壞硬盤數：允許多1塊磁盤損壞
優點：一種存儲性能、數據安全和存儲成本兼顧的存儲解決方案
缺點：壞盤時另外2塊需要重新計算還原壞盤數據

RAID 6

RAID 6 是在 RAID 5 的基礎上為了進一步增強數據保護而設計的一種 RAID 方式，它可以看作是一種擴展的 RAID5 ，因此它的工作模式與RAID 5有異曲同工之妙，不同的是RAID 5將校驗碼寫入到一個驅動器里面，而RAID 6將校驗碼寫入到兩個驅動器里面，這樣就增強了磁盤的容錯能力。

RAID 6強大之處在於它允許同時出現兩個磁盤失效時，陣列仍能夠繼續工作，不會發生數據丟失

RAID 6 具有快速的讀取性能、更高的容錯能力。但是，它的成本要高於 RAID 5 許多，寫性能也較差，並有設計和實施非常復雜。因此， RAID 6 很少得到實際應用