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重要的 RAID 概念

  校验方式用在 RAID 重建中从校验所保存的信息中重新生成丢失的内容。 RAID 5,RAID 6 基于校验。
  1.条带化是将切片数据随机存储到多个磁盘。它不会在单个磁盘中保存完整的数据。如果我们使用2个磁盘,则每个磁盘存储我们的一半数据。
  2.镜像被用于 RAID 1 和 RAID 10。镜像会自动备份数据。在 RAID 1 中,它会保存相同的内容到其他盘上。
  3.热备份只是我们的服务器上的一个备用驱动器,它可以自动更换发生故障的驱动器。在我们的阵列中,如果任何一个驱动器损坏,热备份驱动器会自动用于重建 RAID。
  4.块是 RAID 控制器每次读写数据时的最小单位,最小 4KB。通过定义块大小,我们可以增加 I/O 性能。  
  
  RAID有不同的级别。在这里,我们仅列出在真实环境下的使用最多的 RAID 级别。
  1.RAID0 = 条带化
  2.RAID1 = 镜像
  3.RAID5 = 单磁盘分布式奇偶校验
  4.RAID6 = 双磁盘分布式奇偶校验
  5.RAID10 = 镜像 + 条带。(嵌套RAID)   
  
  RAID 在大多数 Linux 发行版上使用名为 mdadm 的软件包进行管理。让我们先对每个 RAID 级别认识一下。

1、RAID 0 / 条带化

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  条带化有很好的性能。在 RAID 0(条带化)中数据将使用切片的方式被写入到磁盘。一半的内容放在一个磁盘上,另一半内容将被写入到另一个磁盘。
  假设我们有2个磁盘驱动器,例如,如果我们将数据“TECMINT”写到逻辑卷中,“T”将被保存在第一盘中,“E”将保存在第二盘,'C'将被保存在第一盘,“M”将保存在第二盘,它会一直继续此循环过程。(LCTT 译注:实际上不可能按字节切片,是按数据块切片的。)
  在这种情况下,如果驱动器中的任何一个发生故障,我们就会丢失数据,因为一个盘中只有一半的数据,不能用于重建 RAID。不过,当比较写入速度和性能时,RAID 0 是非常好的。创建 RAID 0(条带化)至少需要2个磁盘。如果你的数据是非常宝贵的,那么不要使用此 RAID 级别。
  高性能。
  RAID 0 中容量零损失。
  零容错。
  写和读有很高的性能。

2、RAID 1 / 镜像化

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  镜像也有不错的性能。镜像可以对我们的数据做一份相同的副本。假设我们有两个2TB的硬盘驱动器,我们总共有4TB,但在镜像中,但是放在 RAID 控制器后面的驱动器形成了一个逻辑驱动器,我们只能看到这个逻辑驱动器有2TB。

  当我们保存数据时,它将同时写入这两个2TB驱动器中。创建 RAID 1(镜像化)最少需要两个驱动器。如果发生磁盘故障,我们可以通过更换一个新的磁盘恢复 RAID 。如果在 RAID 1 中任何一个磁盘发生故障,我们可以从另一个磁盘中获取相同的数据,因为另外的磁盘中也有相同的数据。所以是零数据丢失。

  良好的性能。
  总容量丢失一半可用空间。
  完全容错。
  重建会更快。
  写性能变慢。
  读性能变好。
  能用于操作系统和小规模的数据库。

3、RAID 5 / 分布式奇偶校验

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  RAID 5 多用于企业级。 RAID 5 的以分布式奇偶校验的方式工作。奇偶校验信息将被用于重建数据。它从剩下的正常驱动器上的信息来重建。在驱动器发生故障时,这可以保护我们的数据。

  假设我们有4个驱动器,如果一个驱动器发生故障而后我们更换发生故障的驱动器后,我们可以从奇偶校验中重建数据到更换的驱动器上。奇偶校验信息存储在所有的4个驱动器上,如果我们有4个 1TB 的驱动器。奇偶校验信息将被存储在每个驱动器的256G中,而其它768GB是用户自己使用的。单个驱动器故障后,RAID 5 依旧正常工作,如果驱动器损坏个数超过1个会导致数据的丢失。

  性能卓越
  读速度将非常好。
  写速度处于平均水准,如果我们不使用硬件 RAID 控制器,写速度缓慢。
  从所有驱动器的奇偶校验信息中重建。
  完全容错。
  1个磁盘空间将用于奇偶校验。
  可以被用在文件服务器,Web服务器,非常重要的备份中。

4、RAID 6 双分布式奇偶校验磁盘

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  RAID 6 和 RAID 5 相似但它有两个分布式奇偶校验。大多用在大数量的阵列中。我们最少需要4个驱动器,即使有2个驱动器发生故障,我们依然可以更换新的驱动器后重建数据。
  它比 RAID 5 慢,因为它将数据同时写到4个驱动器上。当我们使用硬件 RAID 控制器时速度就处于平均水准。如果我们有6个的1TB驱动器,4个驱动器将用于数据保存,2个驱动器将用于校验。

  性能不佳。
  读的性能很好。
  如果我们不使用硬件 RAID 控制器写的性能会很差。
  从两个奇偶校验驱动器上重建。
  完全容错。
  2个磁盘空间将用于奇偶校验。
  可用于大型阵列。
  用于备份和视频流中,用于大规模。

5、RAID 10 / 镜像+条带

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  RAID 10 可以被称为1 + 0或0 +1。它将做镜像+条带两个工作。在 RAID 10 中首先做镜像然后做条带。在 RAID 01 上首先做条带,然后做镜像。RAID 10 比 01 好。

  假设,我们有4个驱动器。当我逻辑卷上写数据时,它会使用镜像和条带的方式将数据保存到4个驱动器上。

  如果我在 RAID 10 上写入数据“TECMINT”,数据将使用如下方式保存。首先将“T”同时写入两个磁盘,“E”也将同时写入另外两个磁盘,所有数据都写入两块磁盘。这样可以将每个数据复制到另外的磁盘。

  同时它将使用 RAID 0 方式写入数据,遵循将“T”写入第一组盘,“E”写入第二组盘。再次将“C”写入第一组盘,“M”到第二组盘。

  良好的读写性能。
  总容量丢失一半的可用空间。
  容错。
  从副本数据中快速重建。
  由于其高性能和高可用性,常被用于数据库的存储中。

结论

  在这篇文章中,我们已经了解了什么是 RAID 和在实际环境大多采用哪个级别的 RAID。希望你已经学会了上面所写的。对于 RAID 的构建必须了解有关 RAID 的基本知识。以上内容可以基本满足你对 RAID 的了解。

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