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Raid 0 1 5 10的原理、特點、效能區別

1.1 RAID介紹

RAID是磁碟冗餘陣列(redundant array of independent disks)簡稱磁碟陣列。

RAID是一種把多塊獨立的物理磁碟按不同的raid級別組合起形成一個磁碟組,在邏輯上看是一塊大的磁碟,可以提供比單個物理磁碟更大的儲存容量或更高的儲存效能,同時又能提供不同級別資料冗餘備份的一種技術。

用RAID最直接的好處是:

  • 提升資料安全性

  • 提升資料讀寫效能

  • 提供更大的單一邏輯磁碟資料容量儲存

    1.2.實現模式

  • 軟體磁碟陣列(software RAID),主要由電腦主機板CPU處理陣列儲存作業,缺點為耗損較多CPU資源運算RAID,優點是價格低。

  • 硬體磁碟陣列(Hardware RAID),RAID卡上內建處理器,不需要伺服器的CPU運算。優點是讀寫效能最快,不佔用伺服器資源,可以用於任何作業系統,缺點是其售價很高,但在企業生產環境首選硬RAID解決方案。

DELL伺服器,預設就會支援RAID0,1,如果RAID5,10就需要買raid卡了。

1.3 raid與LVM區別

LVM是在硬碟的硬碟分割槽上又建立一個邏輯層,以方便系統管理硬碟分割槽系統。

區別:

LVM:靈活的管理磁碟的容量,有一定的冗餘和效能功能,但很弱。

RAID:更側重效能和資料安全。

1.4 RAID級別間優缺點對比

運維生產環境常用RAID級別為RAID0,RAID1, RAID5 ,RAID10

RAID級別

最少磁碟要求

關鍵優點

關鍵缺點

實際應用場景

RAID0

1塊

讀寫速度快

沒有任何冗餘

MySQL Slave(資料庫的從庫),叢集的節點RS

RAID1

2塊(只能)

100%冗餘,映象

讀寫效能一般,成本高

單獨的,資料很重要,且不能宕機的業務,監控,系統盤

RAID5

3塊

具有一定效能和冗餘,可以壞一塊盤

寫入效能不高

一般的業務都可以用

RAID10

4塊

讀寫速度很快,100%冗餘

成本高

效能和冗餘要求很好的業務。資料庫主庫和儲存的主節點。

2.1 raid 0介紹

RAID 0 又稱為Stripe(條帶化)或striping(條帶模式),它在所有RAID級別中具有最高的儲存效能(磁碟容量不浪費,讀寫很快)。

RAID0 提高儲存效能的原理是把連續的資料分散到多個磁碟上存取,這樣,系統有資料請求就可以被多個磁碟並行的執行,每個磁碟執行屬於它自己的那部分資料請求,這種資料上的並行操作可以充分利用匯流排的頻寬,顯著提高磁碟整體存取效能。

要製作RAID0至少要1塊物理磁碟,例如DELL伺服器帶有RAID卡,如果不做RAID就不能使用磁碟,除非將磁碟直接接入主機板,因此將一塊磁碟坐RAID0使用。

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2.2 raid0 特點

關注點

描述

容量

是5塊盤加在一起的容量。在所有RAID級別中具有最高的儲存效能,原理是把連續的資料分散到多個磁碟上存取。

效能

理論上磁碟讀寫速度比單盤提升5倍,但由於匯流排頻寬等多種因素的影響,實際的提升速率肯定會低於理論值,但是,大量資料並行傳輸與序列傳輸比較,提速效果顯然毋庸置疑,磁碟越多倍數越小。

冗餘

無任何冗餘,壞1塊盤,整個RAID就不能用了

場合

適合於大規模併發讀寫,但對資料安全性要求不高的情況,如mysql slave(資料塊從庫),叢集的節點RS(服務員)

特點

速度快,無冗餘,容量無損失

3.1RAID 1 介紹

RAID 1 又稱為Mirror 或Mirrooring(映象),它的宗旨是最大限度的保證使用者資料的可用性和可修復性,RAID 1 的操作方式是把使用者寫入硬碟的資料百分之百的自動複製到另外一個硬碟上,從而實現儲存雙份的資料。

要製作RAID 1,只支援兩塊盤,整個RAID大小等於兩個磁碟中最小的那塊的容量,因此,最好使用同樣大小的磁碟,在儲存時同時寫入兩塊磁碟,實現資料完整備份,但相對降低了寫入效能,但是讀取資料時可以併發,相當於兩塊RAID 0的讀取效率。

關注點

描述

容量

損失50%的資料容量,列如2塊1T的盤,做完RAID1後容量為1T

效能

Mirror不能提高儲存效能,理論上寫效能和單盤差不多。

冗餘

在所有RAID級別中,RAID1提供最高的資料安全保障,冗餘度100%

特點

100%冗餘,容量損失半。

4.1 RAID 5介紹

RAID 是一種儲存效能,資料安全和儲存成本兼顧的儲存解決方案。

RAID 5需要三塊或以上的物理磁碟,可以提供熱備盤實現故障恢復,採用奇偶校驗,可靠性強,只有同時損壞2塊盤時資料才會損壞,只損壞1塊盤時,系統會根據儲存的奇偶校驗位重建資料,臨時提供服務,此時如果有熱備盤,系統還會自動在熱備盤上重建故障磁碟上的資料。

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資料儲存方式如圖所示DP為D1,D2,D3的奇偶校驗資訊,其他以此類推,由圖看出,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的RAID5的各個磁碟上,並且奇偶校驗資訊和相對應的資料分佈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區恢復被損壞的資料。

關注點

描述

效能

RAID 5 具有和RAID 0 相近的資料讀取速度,只是多了奇偶校驗資訊,寫入資料速度比單個磁碟寫入操作稍慢。

容量

損失一塊盤的資料容量10*600G 9*600G

冗餘

可損失一塊盤,RAID資料安全保障程度比RAID 1 低而磁碟空間利用率要比raid 1 高

場合

RAID 5 可以理解為是RAID 0  和RAID 1的折中方案,適合對效能和冗餘都有一定要求,又都不是十分高的情況。

mysql的主從庫都可以,儲存也可以,普通的伺服器為了減少維護成本,又保持一定冗餘和讀效能都可以做RAID 5

特點

容量損失一塊盤,寫資料通過奇偶校驗,RAID 1和 RAID 0的折中方案。

5.1 raid10介紹

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RAID 1+0 也被稱為RAID 10標準,實際是將RAID 1和RAID 0標準結合的產物,在連續地以位或位元組為單位分割資料並且並行讀/寫多個磁碟的同時,為每一塊磁碟作磁碟映象進行冗餘。它的優點是同時擁有RAID 0的超凡速度和RAID 1的資料高可靠性,但是CPU佔用率同樣也更高,而且磁碟的利用率比較低。

極高的讀寫效率和較高的資料保護、恢復能力

注意一下Raid 10 和 Raid01的區別:

RAID01又稱為RAID0+1,先進行條帶存放(RAID0),再進行映象(RAID1)。

RAID10又稱為RAID1+0,先進行映象(RAID1),再進行條帶存放(RAID0)。

關注點

描述

效能

極高的讀寫效率和較高的資料保護、恢復能力

冗餘

RAID10提供100%的資料冗餘

應用場合

RAID 10適用於資料庫儲存伺服器等需要高效能、高容錯但對容量要求不大的場合

特點

RAID 1和RAID 0標準結合的產物