1. 程式人生 > >【儲存】RAID磁碟陣列(Redundant Arrays of Independent Disks)

【儲存】RAID磁碟陣列(Redundant Arrays of Independent Disks)

RAID 的兩個關鍵目標是提高資料可靠性和 I/O 效能。在整個系統中,RAID被看作是由兩個或更多磁碟組成的儲存空間,通過併發地在多個磁碟上讀寫資料來提高儲存系統的 I/O 效能。大多數 RAID 等級具有完備的資料校驗、糾正措施,從而提高系統的容錯性,甚至映象方式,大大增強系統的可靠性,Redundant也由此而來。

SNIA 、 Berkeley 等組織機構按照磁碟組織在一起的工作方式不同,把 RAID0 、 RAID1 、 RAID2 、 RAID3 、 RAID4 、 RAID5 、 RAID6 七個等級定為標準的 RAID 等級,這也被業界和學術界所公認。標準 RAID 可以組合,即 RAID 組合等級,滿足對效能、安全性、可靠性要求更高的儲存應用需求,常用的有R01、R10。 

1.RAID0模式(無冗錯的資料條帶)

RAID0 是一種簡單的、無資料校驗的資料條帶化技術,不提供任何形式的冗餘策略。將所在磁碟條帶化後組成大容量的儲存空間,將資料分散儲存在所有磁碟中,以獨立訪問方式實現多塊磁碟的並讀訪問。由於併發執行磁碟 I/O 操作,且不需要進行資料校驗,匯流排頻寬可得到充分利用。

(1)優點

成本低: 磁碟空間利用率100%,儲存成本較低。

讀寫效能高:理論上N塊磁碟組成的RAID0,讀寫速率為單塊硬碟的N倍,讀寫效能在所有 RAID 等級中是最高的。

(2)缺點

可靠性差:任何一塊硬碟發生故障,整個RAID上的資料將不可恢復。

(3)應用場景

RAID0 一般適用於對效能要求嚴格但對資料安全性和可靠性不高的應用,如視訊、音訊儲存、臨時資料快取空間等。  

 2.RAID1模式(無校驗的相互映象)

RAID1 稱為映象,它將是資料完全一致地分別寫到工作磁碟和映象磁碟,兩塊硬碟互為映象。

(1)優點

可靠性高:提供了最佳的資料保護,任何一塊硬碟出現故障時,系統自動從映象磁碟讀取資料,儲存資料不會丟失,也不會影響使用者工作。

(2)缺點

成本高: 磁碟空間利用率50%,儲存成本較高。

讀升寫降:讀取時可併發I/O操作,讀效能大大提升;但寫入時一份資料寫入兩塊磁碟,寫效能略有下降。

(3)應用場景

RAID1 應用於對順序讀寫效能要求高以及對資料保護極為重視的應用,如對郵件系統的資料保護。

3.RAID 3模式(帶有專用位校驗的資料條帶)

    RAID3是把資料分成多個“塊”,按照一定的容錯演算法,存放在N+1個硬碟上,實際資料佔用的有效空間為N個硬碟的空間總和,而第N+1個硬碟儲存的資料是校驗容錯資訊,當這N+1個硬碟中的其中一個硬碟出現故障時,從其它N個硬碟中的資料也可以恢復原始資料。

 

 4.RAID 5模式(帶分散校驗的資料條帶)

  RAID5 應該是目前最常見的 RAID 等級

 

 

 

    RAID5不對儲存的資料進行備份,而是把資料和相對應的奇偶校驗資訊儲存到組成RAID5的各個磁碟上,並且奇偶校驗資訊和相對應的資料分別儲存於不同的磁碟上。當RAID5的一個磁碟資料發生損壞後,利用剩下的資料和相應的奇偶校驗資訊去恢復被損壞的資料。

    6、RAID 01和RAID 10模式

   RAID 01是磁碟分段及映象的結合,採用2組RAID0的磁碟陣列互為映象,它們之間又成為一個RAID1的陣列。硬碟使用率只有50%,但是提供最佳的速度及可靠度。

    RAID10最少需要4塊硬碟才能完成。把2塊硬碟組成一個RAID1,然後兩組RAID1組成一個RAID0。雖然RAID10方案造成了50%的磁碟浪費,但是它提供了200%的速度和單磁碟損壞的資料安全性。

 

 

 RAID01 是先做條帶化再作映象,本質是對物理磁碟實現映象;而 RAID10 是先做映象再作條帶化,是對虛擬磁碟實現映象。相同的配置下,通常 RAID01 比 RAID10 具有更好的容錯能力。

 

參考文件:

圖文並茂 RAID 技術全解

RAID原理及軟RAID的實現方式