關於RAID

一:什麼是RAID
a: RAID:Redundant Arrays of Inexpensive(Independent) Disks
b: 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”
c: 多個磁盤合成一個“陣列”來提供更好的性能、冗餘,或者兩者都提供

二:RAID的作用
a:提高IO能力
磁盤並行讀寫
b:提高耐用性
磁盤冗餘來實現
c:級別:多塊磁盤組織在一起的工作方式有所不同
d: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裏配置
軟件RAID:通過OS實現

三:RAID級別與特點
a:RAID-0
可用空間:Nmin(S1,S2,...)
最少磁盤數:2, 2+
優點:讀、寫性能提升,不存在校驗,不會佔太多cpu資源;
缺點:無冗錯能力,不能用於對數據安全性要求高的環境
適用領域:視頻生成和編輯、圖形編輯,其它需要大的傳輸帶寬的操作
b:RAID-1
最少磁盤數:2, 2+
可用空間:1
min(S1,S2,...)
優點:讀性能提升、寫性能略有下降,具有100%數據冗餘,
缺點:開銷大,空間利用率只有50%,在寫性能方面提示不大;
適用領域:財務、金融等高可用、高安全的數據存儲環境
c:RAID-4
最少磁盤數:3,3+
優點:有着性能和冗餘的均衡考慮。
缺點:固定的冗餘盤成爲磁盤陣列I/O瓶頸。
數據交叉存儲在2塊硬盤中,再由第3塊硬盤存儲數據的校驗碼; 校驗碼是由2塊硬盤中的chunk塊按位進行異或運算後的值而得;
其中1塊硬盤壞了不影響文件數據讀寫操作,數據還可以恢復,但就是有些慢;即使壞了1塊硬盤仍然繼續在線工作時,稱爲降級模式,此時數據沒有保障,風險較大;所以要馬上用新硬盤替換壞硬盤,暫定業務,用2塊可用盤進行計算,按位校驗恢復數據到新硬盤即可,當所有數據都恢復到新硬盤後,就能繼續正常工作了;但是萬一在恢復過程中也是有風險的;
RAID4還有一個固有缺點:用單塊盤作爲存放校驗碼,無論前面哪塊盤訪問數據,校驗盤都得被訪問;即集中存放校驗碼的校驗盤訪問壓力過大,很容易造成性能瓶頸;所以,盡 早發現壞盤損壞,就能儘早更換;可以在接1塊新硬盤當做空閒備用盤。
異或運算,存儲校驗碼:
例如:1101,0110按位校驗,校驗碼爲:1011

d:RAID-5
最少磁盤數:3,3+
優點:讀性能較高,中等的寫性能,校驗信息的分佈方式存取,避免出現寫操作的瓶頸;
缺點:控制器設計複雜,磁盤重建的過程比較複雜;
可用空間:(N-1)*min (s1,s2...)
適用領域:文件服務器,email服務器,web服務器等環境,數據庫應用

e:RAID-6
讀、寫性能提升
可用空間:(N-2)*min(S1,S2,...)
有容錯能力:允許最多2塊磁盤損壞,大大提高了冗餘性能
最少磁盤數:4, 4+

f:RAID-10
讀、寫性能提升
可用空間:N*min(S1,S2,...)/2
有容錯能力:每組鏡像最多隻能壞一塊
最少磁盤數:4, 4+
優點:讀性能很高,寫性能比較好,數據安全性好,允許同時有N個磁盤失效;
缺點:利用率只有50%,開銷大;
適用領域:多用於要求高可用性和高安全性的數據庫應用

g:RAID-01
多塊磁盤先實現RAID0,再組合成RAID1
不符合常用方法,每一組有一塊壞的硬盤可能性大
h:RAID-50
多塊磁盤先實現RAID5,再組合成RAID0
磁盤數:最低6個;
優點:比RAID5有更好的讀性能,比相同容量的RAID5重建時間更短,可以容許N個磁盤同時失效;
缺點:設計複雜,比較難實現;同一個RAID5組內的兩個磁盤失效會導致整個陣列失效;
適用領域:大型數據庫服務器、應用服務器、文件服務器等應用

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