RAID

 


RAID是一种用于提高数据存储性能和/或可靠性的技术。

RAID系统由两个或多个并行工作的物理磁盘组成。这些磁盘可以是硬盘,但也有一种趋势是将该技术用于SSD(固态硬盘)。有不同的RAID级别,每个级别针对特定情况进行了优化。这些不是由行业组织或标准化委员会标准化的。这就解释了为什么公司有时会提出自己独特的数字和实现。

 

介绍以下常见的RAID级别:

RAID 0  条带化

RAID 1  互为镜像

RAID 5  带奇偶校验的条带化

RAID 6  使用双奇偶校验进行条带化

RAID 10  结合镜像和条带化

 

执行RAID功能和控制物理磁盘的软件可以位于单独的控制器卡(硬件RAID控制器)上,也可以只是一个驱动程序。某些版本的Windows(如Windows Server 2012以及Mac OS X)包含软件RAID功能。硬件RAID控制器的成本高于纯软件,但它们也提供了更好的性能,尤其是RAID 56

 

RAID系统可以与许多接口一起使用,包括SCSIIDESATAFC(光纤通道)。有些系统在内部使用SATA磁盘,但主机系统具有FireWireSCSI接口。

 

有时,存储系统中的磁盘被定义为JBOD,它代表“Just a Bunch Of Disks”。这意味着这些磁盘不使用特定的RAID级别,而是充当独立磁盘。这通常适用于包含交换文件或假脱机数据的物理磁盘。

 

 

 

 

对于常见的RAID级别的详细介绍:

 

RAID 0 —— 条带化


 

 

RAID 0系统中,数据被分成块,这些块可以写入阵列中的所有物理磁盘。通过同时使用多个磁盘(至少2个),可提供出色的I / O性能。 通过使用多个控制器可以进一步提高性能,理想情况下每个磁盘一个控制器。

 

优点

 

1.      RAID 0在读写操作中提供出色的性能,I/O速度理论值为所有物理磁盘之和。

2.      使用所有存储容量,没有冗余。

3.      该技术易于实施。

 

缺点

 

1.      RAID 0不具有容错能力。 如果 1 个物理磁盘发生故障,则RAID 0阵列中的所有数据都将丢失。一般不用于任务关键型系统。

RAID1—— 互为镜像


 

优点

 

RAID 1提供出色的读取速度和与单个物理磁盘相当的写入速度。

如果物理磁盘发生故障,则无需重建数据,只需将其复制到替换物理磁盘即可。

RAID 1是一种非常简单的技术。

 

 

缺点

 

主要缺点是有效存储容量只是总物理磁盘容量的一半,因为所有数据都被写入两次。

RAID 1解决方案并不总是允许热插拔故障物理磁盘。这意味着只有在关闭连接的计算机电源后才能更换故障物理磁盘。

对于许多人同时使用的服务器,这可能是不可接受的。此类系统通常使用支持热交换的硬件控制器。

 

 

 

 

 

RAID 5  带奇偶校验的条带化


 

优点

 

读取数据事务非常快,而写入数据事务稍慢(由于必须计算奇偶校验)。

如果物理磁盘发生故障,您仍然可以访问所有数据,即使在更换故障物理磁盘且存储控制器重建新物理磁盘上的数据时也是如此。

 

 

缺点

 

物理磁盘故障会影响吞吐量,但这仍然是可以接受的。

这是一项复杂的技术。 如果使用4TB磁盘的阵列中的一个磁盘发生故障并被替换,则恢复数据(重建时间)可能需要一天或更长时间,具体取决于阵列上的负载和控制器的速度。 如果另一个磁盘在此期间出现故障,数据将永远丢失。

 

 

 

 

 

 

 

RAID 6  使用双奇偶校验进行条带化


 

 

优点

 

RAID 5一样,读取数据事务非常快。

如果两个物理磁盘发生故障,您仍然可以访问所有数据,即使在更换故障物理磁盘时也是如此。 因此RAID 6RAID 5更安全。

 

 

缺点

 

由于必须计算额外的奇偶校验数据,写入数据事务比RAID 5慢。 在一份报告中,我读到写入性能降低了20%。

物理磁盘故障会影响吞吐量,但这仍然是可以接受的。

这是一项复杂的技术。 重建一个物理磁盘发生故障的阵列可能需要很长时间。

 

 

 

 

RAID 10  结合镜像和条带化


 

优点

 

如果RAID 10配置中的某个磁盘出现问题,则重建时间非常快,因为所需的只是将幸存镜像中的所有数据复制到新物理磁盘。 对于1 TB的物理磁盘,这可能只需要30分钟。

 

 

缺点

 

一半的存储容量用于镜像,因此与大型RAID 5RAID 6阵列相比,这是一种昂贵的冗余方式。

 

执行RAID功能和控制物理磁盘的软件可以位于单独的控制器卡(硬件RAID控制器)上,也可以只是一个驱动程序。某些版本的Windows(如Windows Server 2012以及Mac OS X)包含软件RAID功能。硬件RAID控制器的成本高于纯软件,但它们也提供了更好的性能,尤其是RAID 56

 

RAID系统可以与许多接口一起使用,包括SCSIIDESATAFC(光纤通道)。有些系统在内部使用SATA磁盘,但主机系统具有FireWireSCSI接口。

 

有时,存储系统中的磁盘被定义为JBOD,它代表“Just a Bunch Of Disks”。这意味着这些磁盘不使用特定的RAID级别,而是充当独立磁盘。这通常适用于包含交换文件或假脱机数据的物理磁盘。