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磁盤(pán)陣列RAID講解

更新時(shí)間：2018年05月06日 15:21:08 投稿：mdxy-dxy

現(xiàn)在服務(wù)器為了安全與性能考慮都會(huì)使用多個(gè)硬盤(pán)做陣列，一般情況下raid1或raid5用的多，這里就為大家介紹一下磁盤(pán)陣列的優(yōu)缺點(diǎn),需要的朋友可以參考下

RAID定義

RAID(Redundant Array of Independent Disk 獨(dú)立冗余磁盤(pán)陣列)技術(shù)是加州大學(xué)伯克利分校1987年提出，最初是為了組合小的廉價(jià)磁盤(pán)來(lái)代替大的昂貴磁盤(pán)，同時(shí)希望磁盤(pán)失效時(shí)不會(huì)使對(duì)數(shù)據(jù)的訪(fǎng)問(wèn)受損失而開(kāi)發(fā)出一定水平的數(shù)據(jù)保護(hù)技術(shù)。RAID就是一種由多塊廉價(jià)磁盤(pán)構(gòu)成的冗余陣列，在操作系統(tǒng)下是作為一個(gè)獨(dú)立的大型存儲(chǔ)設(shè)備出現(xiàn)。RAID可以充分發(fā)揮出多塊硬盤(pán)的優(yōu)勢(shì)，可以提升硬盤(pán)速度，增大容量，提供容錯(cuò)功能夠確保數(shù)據(jù)安全性，易于管理的優(yōu)點(diǎn)，在任何一塊硬盤(pán)出現(xiàn)問(wèn)題的情況下都可以繼續(xù)工作，不會(huì)受到損壞硬盤(pán)的影響。

RAID有很多分類(lèi),但我只針對(duì)常用的四種RAID進(jìn)行講解(RAID 0 RAID 1 RAID 5 RAID 10)

RAID 0 （又稱(chēng)為Stripe或Striping－－分條）

即Data Stripping數(shù)據(jù)分條技術(shù)。RAID 0可以把多塊硬盤(pán)連成一個(gè)容量更大的硬盤(pán)群，可以提高磁盤(pán)的性能和吞吐量。RAID 0沒(méi)有冗余或錯(cuò)誤修復(fù)能力，成本低，要求至少兩個(gè)磁盤(pán)，一般只是在那些對(duì)數(shù) 據(jù)安全性要求不高的情況下才被使用。

RAID 0 性能及安全性:

性能：讀寫(xiě)性能高，隨機(jī)寫(xiě)性能高

安全：無(wú)冗余，無(wú)熱備盤(pán)，無(wú)容錯(cuò)性，安全性低

圖形表示：

RAID 1 （又稱(chēng)為Mirror或Mirroring－－鏡像）

　　 RAID 1稱(chēng)為磁盤(pán)鏡像：把一個(gè)磁盤(pán)的數(shù)據(jù)鏡像到另一個(gè)磁盤(pán)上，在不影響性能情況下最大限度的保證系統(tǒng)的可靠性和可修復(fù)性上，具有很高的數(shù)據(jù)冗余能力，但磁盤(pán)利用率為50%，故成本最高，多用在保存關(guān)鍵性的重要數(shù)據(jù)的場(chǎng)合。RAID 1的操作方式是把用戶(hù)寫(xiě)入硬盤(pán)的數(shù)據(jù)百分之百地自動(dòng)復(fù)制到另外一個(gè)硬盤(pán)上。

RAID 1 性能及安全性:

性能：讀寫(xiě)性能低，隨機(jī)寫(xiě)性能低

安全：利用復(fù)制進(jìn)行冗余，有熱備盤(pán)，可容錯(cuò)，安全性高

RAID 1圖形表示：

RAID 5

分布奇偶位條帶。是一種存儲(chǔ)性能、數(shù)據(jù)安全和存儲(chǔ)成本兼顧的存儲(chǔ)方案，也可理解為是RAID 0和RAID 1的折衷方案。其原理是把數(shù)據(jù)和相對(duì)應(yīng)的奇偶校驗(yàn)信息存儲(chǔ)到組成RAID5的各個(gè)磁盤(pán)上，并且奇偶校驗(yàn)信息和相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)分別存儲(chǔ)于不同的磁盤(pán)上。當(dāng)RAID5的一個(gè)磁盤(pán)數(shù)據(jù)發(fā)生損壞后，利用剩下的數(shù)據(jù)和相應(yīng)的奇偶校驗(yàn)信息去恢復(fù)被損壞的數(shù)據(jù)。相對(duì)于RAID 0,只是多了一個(gè)奇偶校驗(yàn)信息。多個(gè)數(shù)據(jù)可對(duì)應(yīng)一個(gè)奇偶校驗(yàn)信息。

RAID 5 性能及安全性:

性能：隨機(jī)和連續(xù)寫(xiě)性能低，讀性能高

安全：利用奇偶校驗(yàn)進(jìn)行冗余，可容錯(cuò)，安全性高

RAID 5圖形表示：

RAID10

RAID 10(RAID 1+0 先做鏡像(RAID 1)，再做條帶(RAID 0))

RAID 01(RAID 0+1 先做條帶(RAID 0)，再做鏡像(RAID 1))

鏡像陣列條帶。兼顧存儲(chǔ)性能和數(shù)據(jù)安全，提供了與RAID 1一樣的數(shù)據(jù)安全保障，同時(shí)具備與RAID 0近似的存儲(chǔ)性能。缺點(diǎn)是存儲(chǔ)成本高。

RAID 10與RAID 01安全性方面差別：

1、RAID10的情況

這種情況中，我們假設(shè)當(dāng)DISK0損壞時(shí)，在剩下的3塊盤(pán)中，只有當(dāng)DISK1一個(gè)盤(pán)發(fā)生故障時(shí)，才會(huì)導(dǎo)致整個(gè)RAID失效，我們可簡(jiǎn)單計(jì)算故障率為1/3。(兩組硬盤(pán)可以同時(shí)各壞一個(gè)硬盤(pán)，也可以一組只壞一個(gè)硬盤(pán)，但不能同組的硬盤(pán)兩個(gè)硬盤(pán)同時(shí)損壞)

2、RAID01的情況

這種情況下，我們?nèi)匀患僭O(shè)DISK0損壞，這時(shí)左邊的條帶將無(wú)法讀取。在剩下的3塊盤(pán)中，只要DISK2，DISK3兩個(gè)盤(pán)中任何一個(gè)損壞，都會(huì)導(dǎo)致整個(gè)RAID失效，我們可簡(jiǎn)單計(jì)算故障率為2/3。(可以同組的硬盤(pán)兩個(gè)硬盤(pán)同時(shí)損壞，但不能兩組硬盤(pán)同時(shí)各壞一個(gè)硬盤(pán))

從數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的邏輯位置來(lái)看，在正常的情況下RAID01和RAID10是完全一樣的，而且每一個(gè)讀寫(xiě)操作所產(chǎn)生的IO數(shù)量也是一樣的，所以在讀寫(xiě)性能上兩者沒(méi)什么區(qū)別。而當(dāng)有磁盤(pán)出現(xiàn)故障時(shí)，比如前面假設(shè)的DISK0損壞時(shí)，我們也可以發(fā)現(xiàn)，這兩種情況下，在讀的性能上面也將不同，RAID10的讀性能將優(yōu)于RAID01。

RAID 10與RAID 01圖形表示：