Raid介紹

一、爲什麼使用Raid?
1、對磁盤高速存取(提速): RAID將普通硬盤組成一個磁盤陣列,在主機寫入數據,RAID控制器把主機要寫入的數據分解爲多個數據塊,然後並行寫入磁盤陣列;主機讀取數據時,RAID控制器並行讀取分散在磁盤陣列中各個硬盤上的數據,把它們重新組合後提供給主機。由於採用並行讀寫操作,從而提高了存儲系統的存取速度。
2、擴容。
3、數據冗餘。
二、分類
RAID可分爲級別0到級別6,通常稱爲:RAID0,RAID1,RAID2,RAID3,RAID4,RAID5,RAID6。
RAID0:RAID0並不是真正的RAID結構,沒有數據冗餘,RAID0連續地分割數據並並行地讀/寫於多個磁盤上。因此具有很高的數據傳輸率,但RAID0在提高性能的同時,並沒有提供數據可靠性,如果一個磁盤失效,將影響整個數據。因此RAID0不可應用於需要數據高可用性的關鍵應用。
RAID0的優點:最快的讀寫性能,如果每塊硬盤擁有獨立的控制器性能將會更好。
RAID0的缺點:任何一塊硬盤出現故障所有的數據都會丟失,大部分的控制器都是通過軟件實現的,所以效能並不好。
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RAID1:RAID1通過數據鏡像實現數據冗餘,在兩對分離的磁盤上產生互爲備份的數據。RAID1可以提高讀的性能,當原始數據繁忙時,可直接從鏡像中讀取數據。RAID1是磁盤陣列中費用最高的,但提供了最的數據可用。當一個磁盤失效,系統可以自動地交換到鏡像磁盤上,而不需要重組失效的數據。
RAID1的優點:數據高可靠性,易於實現,設計簡單。
RAID1的缺點:比RAID0相比速度較慢,特別是寫入速度,另外就是我們僅僅能使用一半的硬盤容量。
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RAID0+1
這種RAID模式其實是RAID0和RAID1模式的組合,至少需要4塊硬盤。其中任何兩塊組成一個RAID0磁盤陣列,然後兩個RAID0磁盤陣列可以看成兩個容量更大、速度更快的硬盤,它們再組成一個RAID1磁盤陣列。這樣的系統保證了較高的磁盤性能和較高的數據安全性。當然缺點也是顯而易見的就是成本較高,構造比較複雜。RAID0+1在容錯性能方面僅次於RAID5,一般用於文件服務器等方面。
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RAID2:從概念上講,RAID2同RAID3類似,兩者都是將數據條塊化分佈於不同的硬盤上,條塊單位爲位或字節。然而RAID2使用稱爲“加重平均糾錯碼”的編碼技術來提供錯誤檢查及恢復。這種編碼技術需要多個磁盤存放檢查及恢復信息,使得RAID2技術實施更復雜。因此,在商業環境中很少使用。
RAID2的優點:數據安全性高,只要存放校驗碼的硬盤沒有故障就能恢復數據。
RAID2的缺點:昂貴、需要專門的硬盤存放校驗碼、效率不高、沒有商業應用的支持。
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RAID3:不同於RAID2,RAID3使用單塊磁盤存放奇偶校驗信息。如果一塊磁盤失效,奇偶盤及其他數據盤可以重新產生數據。如果奇偶盤失效,則不影響數據使用。RAID3對於大量的連續數據可提供很好的傳輸率,但對於隨機數據,奇偶盤會成爲寫操作的瓶頸。
RAID3的優點:比較適合視頻編輯等需要大數據量調用的場合。
RAID3的缺點:實現各個驅動器的轉速同步非常困難(目前大部分的硬盤都不支持這個功能),需要複雜的控制器。
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RAID4:RAID4和RAID5同樣將數據條塊化並分佈於不同的磁盤上,但條塊單位爲塊或記錄。RAID4使用一塊磁盤作爲奇偶校驗盤,每次寫操作都需要訪問奇偶盤,成爲寫操作的瓶頸。在商業應用中很少使用。
RAID4的優點:除了RAID3的優點之外,它並不需要同步驅動器轉速。
RAID4的缺點:寫入性能很差,控制器的要求較高。
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RAID5:RAID5沒有單獨指定的奇偶盤,而是交叉地存取數據及奇偶校驗信息於所有磁盤上。在RAID5上,讀/寫指針可同時對陣列設備進行操作,提供了更高的數據流量。RAID5更適合於小數據塊,隨機讀寫的數據。RAID3與RAID5相比,重要的區別在於RAID3每進行一次數據傳輸,需涉及到所有的陣列盤。而對於RAID5來說,大部分數據傳輸只對一塊磁盤操作,可進行並行操作。在RAID5中有“寫損失”,即每一次寫操作,將產生四個實際的讀/寫操作,其中兩次讀舊的數據及奇偶信息,兩次寫新的數據及奇偶信息。
RAID5的優點:不需要專門的校驗碼磁盤,讀取速度快,而且解決了寫入速度相對較慢的問題。
RAID5的缺點:寫入性能依然不盡如人意。
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RAID6:RAID6與RAID5相比,增加了第二個獨立的奇偶校驗信息塊。兩個獨立的奇偶系統使用不同的算法,數據的可靠性非常高。即使兩塊磁盤同時失效,也不會影響數據的使用。但需要分配給奇偶校驗信息更大的磁盤空間,相對於RAID5有更大的“寫損失”。RAID6的寫性能非常差,較差的性能和複雜的實施使得RAID6很少使用。
RAID6的優點:快速的讀取性能,更高的容錯能力。 RAID6的缺點:很慢的寫入速度,RAID控制器在設計上更加複雜,成本更高。
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