RAID各級別的特性及軟實現

一、什麼是RAID

RAID中文名叫容錯廉價磁盤陣列。RAID技術將多個較小的磁盤整合成一個大的磁盤設備;而這個大的磁盤,不僅僅是存儲而已,還具有數據保護的功能;整個RAID由於選擇的等級不同,而使得整合後的磁盤具有不同的功能。

二、RAID的優勢

  1. 易於靈活的進行容量擴展,其”虛擬化“使得其在管理性得到了極大的增強;

  2. ”磁盤分塊“技術帶來了性上的提升;

  3. 通過冗餘和熱備、熱換提升了可靠性

三、常見類型的RAID

  1. RAID0(等量模式):性能最佳

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      RAID0是以條帶的形式將數據均勻分佈在整列的各個磁盤上,這種模式下使用相同型號和容量的磁盤來組成效果最好。其至少需要兩個或更多地磁盤;因爲存儲時,將一個整體的數據分散至多個磁盤,故其大大提高了讀寫速度,但是,其無法實現冗餘,只要有任何一塊磁盤損壞,在RAID上面的所有數據都會丟失而無法正常讀取。故其不能用在對數據安全性要求高的環境,常用於視頻生成和剪輯,圖像編輯等一些不需要大的寬帶速度的場景。

2.RAID1(鏡像模式):完整備份

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         RAID1以鏡像的爲冗餘的方式,對虛擬磁盤上的數據作多分拷貝,放在成員盤上。這種模式下使用相同型號的磁盤性能最好;其將一份數據完整的保存在了兩塊磁盤上,因此至少需要兩個磁盤;其具有100%的冗餘,提供較高的數據安全保障,理論上可以實現2倍的讀取效率,但是其開銷大,空間利用率爲50%,在寫性能上速度降低,常用於財務,金融等高可用、高安全性的數據存儲環境;

3.RAID2:校驗冗餘

          RAID2採用校驗冗餘將數據分散爲位或塊,加入漢明碼,間隔寫入帶磁盤陣列的每個磁盤中,在成員盤中其地址都一樣,採用了並行存取的方式,花費大,成本高昂,不適用;

4.RAID3:校驗存儲

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         RAID3中,數據塊被分割成更小的塊,並行傳輸到各個成員盤上,同時計算異或(xor)校驗數據放到專用的校驗盤上;故其最撒後需要三塊磁盤,在讀寫性能上都比較好,當有磁盤損壞時,對整體吞吐量影響較小,減少了開銷,適用於高吞吐量的應用環境;

5.RAID5:性能和冗餘雙考慮

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      RAID5採用獨立存取的陣列方式,校驗信息被均勻的分散到陣列的各個磁盤上,其至少需要三個成員盤,RAID5的總容量會是整體磁盤數量減一,讀性能較高,寫性能一般,校驗inxi1的分佈式存儲,避免了出現些操作額瓶頸,但是其需要一個複雜的控制邏輯,磁盤重建過程過於複雜;故常用用的場景有文件服務器,Email服務器、web服務器、數據庫等應用環境。

6.RAID10

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     RAID10結合RAID1和RAID0,先鏡像,在條帶化,讀寫性能均有提升,有容錯能力,但是其內部的每組鏡像最多隻能壞一塊盤,至少需要4塊盤;多用於高可用和高安全性的數據庫應用huanjing‘

7.RAID50

   RAID50結合RAID5和RAID0,先實現r=RAID5,再條帶化;

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raid5特性:

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常見raid級別比較

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三、RAID內核實現觀測相關命令

CentOS 6上的軟件RAID的實現

    1.md(multi devices)工具,mdadm:模式化的工具

命令的語法格式:mdadm [mode] <raiddevice> [options] <component-devices>

支持的RAID級別:LINEAR線性方式, RAID0, RAID1, RAID4, RAID5, RAID6, RAID10;

模式:創建:-C;裝配: -A;監控: -F;管理:-f, -r, -a

<raiddevice>: /dev/md#

<component-devices>: 任意塊設備

(1)-C: 創建模式

-n #: 使用#個塊設備來創建此RAID;

-l #:指明要創建的RAID的級別;

-a {yes|no}:自動創建目標RAID設備的設備文件;

-c CHUNK_SIZE: 指明塊大小; 默認512k

-x #: 指明空閒盤的個數;

(2) 管理模式:

-f: 標記指定磁盤爲損壞;

-a: 添加磁盤

-r: 移除磁盤

(3)-D:顯示raid的詳細信息;      mdadm -D /dev/md#

           (4)觀察md的狀態: cat /proc/mdstat

(5)停止md設備:mdadm -S /dev/md#

    2.watch:動態觀測命令運行過程

格式:watch -n# 'COMMAND'

-n #: 刷新間隔,單位是秒;





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