RAID各級別特性

  RAID:Redundant Arrays of Inexpensive Disks,獨立磁盤冗餘陣列。基本思想就是把多個磁盤組合起來,成爲一個磁盤陣列組,組合成一個邏輯扇區,使操作系統把它當作一個磁盤。從而以提高IO能力和磁盤耐用性、實現磁盤冗餘、易於靈活進行容量擴展、增加數據集成度、增加容錯能力、增加容量等優點。根據磁盤組織在一起工作方式的不同,可分爲不同的級別。現在常用的級別有RAID-0、RAID-1、RAID-5、RAID-10、RAID-50。下面將對各級別工作方式及特性分別介紹。


RAID-0:

  RAID-0又可稱爲條帶卷,它是將兩個或兩個以上的磁盤並聯起來,成爲一個大容量的磁盤。以條帶形式將數據均勻地存儲在各個磁盤中,數據存放都是並行處理,所有大提升了讀寫性能。在各級別中讀寫速度是最快的。但是無冗餘功能也無容錯能力,一旦有一塊磁盤損壞,所有數據都會丟失。所有磁盤空間都可被利用,磁盤利用率高。主要特性總結如下:

    1、讀寫性能大大提升,各級別中讀寫速度最快;

    2、無冗餘功能和容錯能力;

    3、磁盤自用率高,可用空間:N*MIN(N爲磁盤塊數、MIN爲容量最小磁盤的容量);

    4、最少磁盤個數爲2塊,可以按需添加N塊磁盤;     

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                    RAID-0工作原理圖


RAID-1:

  RAID-1又可稱爲鏡像卷,兩組以上的N塊磁盤互做鏡像,以鏡像爲冗餘方式,在主磁盤上存放的數據同時在鏡像盤上寫一樣的數據。讀性能有所提升,但寫入性能爲所降低,因爲同時要寫兩份。冗餘能力增強,互爲鏡像的磁盤只要有一塊工作正常,就不會影響整體數據。RAID-1安全性在各個級別中是最好的。但這種安全性是以磁盤空間換取的,平時工作只有一半的磁盤空間被利用,是各個級別中磁盤利用率最低的一個。主要特性總結如下:

    1、讀性能有所提升,但寫入性能下降;

    2、100%的冗餘性,各級別中安全性能最好;

    3、磁盤利用率最低,只有50%,可用空間:MIN(S1、S2、S3、...)(MIN爲最小容量最小磁盤容  量,S1、S2、S3、...爲兩爲一組互做鏡像的組數);

    4、最少磁盤個數爲2塊,添加磁盤時需以2的倍數添加;

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                    RAID-1工作原理圖


RAID-5:

  RAID-5最少需要三塊磁盤並聯爲一個磁盤,採用奇偶校驗技術,對原數據進行校驗,並採用獨立存取的陣列方式,將數據和校驗信息均勻地分散到磁盤的各個磁盤上。讀性能大提升,因爲多了校驗信息,寫入性能略慢。因有奇偶校驗,所以當一塊磁盤損壞時,可利用其它數據和校驗信息對損壞數據進行恢復,有一定的冗餘能力。因只有三分之一的校驗信息,磁盤的利用率較RAID-1有所提升。RAID5可以說是RAID-0和RAID-1的折中方案。主要特性總結如下:

    1、讀性能有很大提升,寫速度略慢;

    2、有一定的冗餘能力,三塊磁盤壞一塊磁盤數據可恢復;

    3、可用空間:(N-1)MIN(N爲磁盤塊數、MIN爲容量最小磁盤的容量);

    4、最少磁盤個數爲3塊,可以按需添加N塊磁盤;

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                    RAID-5工作原理圖


RAID-10:

  RAID-10即RAID-1和RAID-0的組合,先做鏡像再做條帶。即先利用RAID-1機制對磁盤兩兩做鏡像,再利用RAID-0機制,以條帶形式將數據存儲在各個鏡像組中。這樣的組合使得陣列組讀寫性能大大提升,有較安全的容錯能力,每組鏡像中,壞一塊磁盤不會影響數據的安全性。但是還是跟RAID-1一樣,只有50%的磁盤利用率。主要特性總結如下:

    1、讀寫性能都大大提升;

    2、具有高冗餘性能,每組鏡像中,壞一塊磁盤不會影響數據的安全性;

    3、磁盤利用率低,只有50%,可用空間:N*MIN/2(N爲磁盤塊數、MIN爲容量最小磁盤的容量);

    4、最少磁盤個數爲4塊,添加磁盤時需以2的倍數添加;

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                    RAID-10工作原理圖


RAID-50:

  RAID-50即RAID-5和RAID-0的組合,先做RAID-5,再做RAID-0。即對多組RAID-5磁盤陣列,以條帶形式將數據存儲於各組RAID-5中。這樣組合使得磁盤陣列的讀寫性能更爲提升。有一定冗餘能力,每組RAID-5組合中,一塊磁盤損壞不會影響整體數據,但是每組有兩塊或兩塊以上磁盤損壞,整體陣列數據將無法恢復。磁盤容量利用率較之前有所下降。主要特性總結如下:

    1、讀寫性能都大大提升;

    2、有一定冗餘能力,一塊磁盤損壞不會影響整體數據,但是每組有兩塊或兩塊以上磁盤損壞,整體陣列數據將無法恢復;

    3、磁盤利用率下降;

    4、最少磁盤個數爲6塊,添加磁盤時每組RAID-5中可任意添加N塊磁盤,或任意添加N組RAID-5組合;

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                    RAID-50工作原理圖

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