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RAID0、1、5、6、10、50、60超詳細說明,簡單易懂!

 張問驊 2023-02-24 發(fā)布于甘肅

來源:網(wǎng)絡(luò)技術(shù)聯(lián)盟站 

鏈接:https://www./1192.html

RAID簡述

RAID 是一種用于提高數(shù)據(jù)存儲性能和可靠性的技術(shù),英文全稱:Redundant Array of Independent Disks,中文意思:獨立磁盤冗余陣列。RAID 系統(tǒng)由兩個或多個并行工作的驅(qū)動器組成,這些可以是硬盤或者 SSD(固態(tài)硬盤)。

RAID 可分為軟件 RAID 和硬件 RAID,在軟件 RAID 中,內(nèi)存架構(gòu)由操作系統(tǒng)管理,在硬件 RAID 的情況下,磁盤內(nèi)有一個專用控制器和處理器來管理內(nèi)存。

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RAID級別

RAID級別有基本 RAID 級別(0、1、5 和 6)和跨區(qū) RAID 級別(10、50 和 60)。

跨區(qū) RAID 陣列結(jié)合了兩個或多個基本 RAID 陣列,通過克服特定 RAID 控制器支持的每個陣列的最大驅(qū)動器數(shù)量限制來提供更高的性能、容量和可用性。

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下面我們就詳細介紹一下各個RAID級別。

RAID 0

RAID 0 基于數(shù)據(jù)條帶化,數(shù)據(jù)流被分成多個段或塊,每個塊都存儲在不同的磁盤上。因此,當系統(tǒng)想要讀取該數(shù)據(jù)時,它可以同時從所有磁盤讀取數(shù)據(jù)并將它們連接在一起以重建整個數(shù)據(jù)流,這樣做的好處是讀寫操作的速度大大提高,它非常適合性能優(yōu)先于其他方面的情況,此外,整個卷的總?cè)萘渴歉鱾€磁盤容量的總和。

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什么是條帶化?

數(shù)據(jù)在多個磁盤之間拆分,在所有磁盤之間平均分配,同時消除任何單個磁盤的過載,可以同時從多個磁盤檢索數(shù)據(jù),提高了速度,從而提高性能,這就是條帶化。

優(yōu)點

數(shù)據(jù)被剝離到多個驅(qū)動器中

磁盤空間被充分利用

至少需要 2 個驅(qū)動器

高性能

缺點

不支持數(shù)據(jù)冗余

不支持容錯

沒有錯誤檢測機制

任一磁盤發(fā)生故障都會導致相應(yīng)陣列中的數(shù)據(jù)完全丟失

RAID 1

RAID 1 使用數(shù)據(jù)鏡像的概念,數(shù)據(jù)被鏡像或克隆到一組相同的磁盤,這樣如果其中一個磁盤出現(xiàn)故障,可以使用另一個。它還提高了讀取性能,因為可以同時從所有磁盤訪問不同的數(shù)據(jù)塊。

但與 RAID 0 不同的是,寫入性能會降低,因為每當有新數(shù)據(jù)時必須更新所有驅(qū)動器書面。另一個缺點是空間被浪費來復(fù)制數(shù)據(jù),從而增加了存儲成本比。

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什么是鏡像?

數(shù)據(jù)在多個磁盤之間進行鏡像意味著數(shù)據(jù)的副本存儲在不同的存儲設(shè)備之間,這也將增加冗余和性能。

RAID 1 是最常用的 RAID 級別,旨在增強存儲數(shù)據(jù)的安全性。例如,如果一個文件被寫入并保存到一個硬盤上,它會自動保存到硬盤2、3 或其他磁盤上。這意味著系統(tǒng)提供了完全冗余,這意味著如果一個驅(qū)動器發(fā)生故障,第二個驅(qū)動器已準備好跳入。

優(yōu)點

執(zhí)行數(shù)據(jù)鏡像,即來自一個驅(qū)動器的相同數(shù)據(jù)被寫入另一個驅(qū)動器以實現(xiàn)冗余。

高讀取速度,因為如果一個磁盤繁忙,則可以使用任何一個磁盤

即使任何一個驅(qū)動器發(fā)生故障,陣列也能正常工作

至少需要 2 個驅(qū)動器

缺點

費用較高(每個驅(qū)動器需要 1 個額外的驅(qū)動器用于鏡像)

由于必須更新所有驅(qū)動器,因此寫入性能較慢

RAID 5

RAID 5 需要使用至少 3 個驅(qū)動器,像 RAID 0 一樣跨多個驅(qū)動器條帶化數(shù)據(jù),但也有跨驅(qū)動器分布的“奇偶校驗”。在單個驅(qū)動器發(fā)生故障的情況下,使用存儲在其他驅(qū)動器上的奇偶校驗信息將數(shù)據(jù)拼湊在一起。停機時間為零。讀取速度非常快,但由于必須計算奇偶校驗,寫入速度稍慢。它非常適合數(shù)據(jù)驅(qū)動器數(shù)量有限的文件和應(yīng)用程序服務(wù)器。

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RAID 5 為該奇偶校驗損失了 33% 的存儲空間(使用三個驅(qū)動器),但它仍然是比 RAID 1 更具成本效益的設(shè)置,最流行的 RAID 5 配置使用四個驅(qū)動器,這將損失的存儲空間降低到 25% . 它可以與多達 16 個驅(qū)動器一起工作。

RAID 5 也稱為帶分布式奇偶校驗的條帶化:

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優(yōu)點

具有分布式奇偶校驗的塊級剝離

奇偶校驗分布在陣列中的磁盤上

高性能

成本效益

至少需要 3 個驅(qū)動器

缺點

在磁盤故障的情況下,恢復(fù)可能需要更長的時間,因為必須從所有可用驅(qū)動器計算奇偶校驗

無法承受并發(fā)驅(qū)動器故障

RAID 6

RAID 6 使用雙奇偶校驗塊來實現(xiàn)比 RAID 5 更好的數(shù)據(jù)冗余,這增加了陣列中最多兩個驅(qū)動器故障的容錯能力。每個磁盤都有兩個奇偶校驗塊,它們存儲在陣列中的不同磁盤上,RAID 6 是用于維護高可用性系統(tǒng)的非常實用的基礎(chǔ)架構(gòu)。

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RAID 6 是標準 Web 服務(wù)器的一個很好的選擇,其中大部分事務(wù)都是讀取的,但不建議用于重寫環(huán)境,例如數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。

RAID 6 也稱為 帶雙分布式奇偶校驗的條帶化:

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優(yōu)點

具有 DUAL 分布式奇偶校驗的塊級剝離

創(chuàng)建了 2 個奇偶校驗塊

可以在陣列中同時發(fā)生 2 個驅(qū)動器故障

額外的容錯和冗余

至少需要 4 個驅(qū)動器

缺點

成本費用可能成為一個因素

由于雙重奇偶校驗,寫入數(shù)據(jù)需要更長的時間

RAID 10(RAID 1+0)

RAID 10 以相反的順序?qū)?RAID 1 和 RAID 0 組合在一起,有時,它也被稱為“嵌套”或“混合”RAID,這是一種“兩全其美的方法”,因為它具有 RAID 0 的快速性能和 RAID 1 的冗余性。在此設(shè)置中,多個 RAID 1 塊相互連接,使其像 RAID 0。它用于在需要巨大磁盤性能(大于 RAID 5 或 6)以及冗余的情況下。

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優(yōu)點

無奇偶代

執(zhí)行 RAID 0 剝離數(shù)據(jù)和 RAID 1 鏡像

剝離在鏡像之前執(zhí)行

可用容量為 n/2 * 磁盤大?。╪ = 磁盤數(shù)量)

所需的驅(qū)動器應(yīng)該是 2 的倍數(shù)

剝離數(shù)據(jù)時的高性能

缺點

成本高,因為每個驅(qū)動器都需要額外的驅(qū)動器

100% 的磁盤容量未被使用,因為一半用于鏡像

可擴展性非常有限

RAID 50

RAID 50 由兩個或多個RAID 5陣列組成,形成類似RAID 0的條帶化陣列。與配置相同數(shù)量的RAID 5相比,它提供了更高的訪問性能和更強的數(shù)據(jù)保護性能。單個 RAID5 等效陣列稱為“子集”或“子陣列”,可以配置三個或更多子集。

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RAID 50 可以在服務(wù)器和陣列上實現(xiàn),以運行各種應(yīng)用程序,例如文件服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、虛擬機存儲和備份、視頻編輯、3D 動畫渲染等等。

RAID 50 也稱為帶分布式奇偶校驗的跨區(qū)條帶化:

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優(yōu)點

減少重建時間

改進冗余性能

提升訪問性能

缺點

需要6張以上的驅(qū)動器

裝機效率降低

有限冗余

RAID 60

RAID 60(有時稱為 RAID 6+0)將多個 RAID 6 集(帶雙奇偶校驗的條帶化)與 RAID 0(條帶化)結(jié)合在一起。雙奇偶校驗允許每個 RAID 6 陣列中的兩個驅(qū)動器發(fā)生故障,而條帶化可提高容量和性能,而無需向每個 RAID 6 陣列添加驅(qū)動器。

與 RAID 50 一樣,RAID 60 配置可以容納 8 個或更多驅(qū)動器,但只能用于 16 個以上驅(qū)動器的配置。RAID 60 的可用容量在 50%-88% 之間,具體取決于 RAID 組中數(shù)據(jù)驅(qū)動器的數(shù)量。

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請注意,上述所有可用于 RAID 10 和 RAID 50 的多分支配置也可用于 RAID 60。例如,對于 36 個驅(qū)動器,您可以擁有一個 RAID 60,每個分支包含 18 個驅(qū)動器,或者一個 RAID三條腿中有 60 條,每條腿有 12 個驅(qū)動器。

RAID 60 與 RAID 50 類似,但提供更多冗余,適用于超大容量服務(wù)器,尤其是那些不會備份的服務(wù)器(即處理大量攝像機的視頻監(jiān)控服務(wù)器)。

RAID 60 也稱為帶雙分布式奇偶校驗的跨區(qū)條帶化:

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優(yōu)點

組內(nèi)每個 RAID 6 陣列可以承受兩個驅(qū)動器故障,因此非常安全

非常大且物有所值,考慮到除非有大量驅(qū)動器,否則不會使用此 RAID 級別

缺點

需要大量驅(qū)動器

由于奇偶校驗計算丟失了更多驅(qū)動器,因此比 RAID 50 稍貴

RAID級別比較

RAID 級別的選擇受以下因素驅(qū)動:

讀取性能

寫入性能

容錯性

陣列性能下降(對于容錯 RAID 級別)

有效存儲容量

下表總結(jié)了 RAID 級別及其特性,以幫助您選擇最適合您需要的 RAID 級別:特征RAID 0RAID 1RAID 5RAID 6RAID 10RAID 50RAID 60

最小驅(qū)動器

1個

2個

3個

4個

4個

6個

8個

最大驅(qū)動器

32

2個

32

32

16

192

192

對驅(qū)動器故障的容忍度

沒有任何

1 個驅(qū)動器

1 個驅(qū)動器

2個驅(qū)動器

每個跨度 1 個驅(qū)動器

每個跨度 1 個驅(qū)動器

每個跨度 2 個驅(qū)動器

重建時間

沒有任何

快速地

減緩

緩慢

快速地

緩慢

緩慢

讀取性能

出色的

非常好

出色的

出色的

非常好

出色的

出色的

寫入性能

出色的

非常好

滿意的

滿意的

非常好

好的

好的

陣列性能下降

沒有任何

非常好

滿意的

滿意的

非常好

好的

好的

容量開銷

沒有任何

一半

1 個驅(qū)動器

2個驅(qū)動器

一半

每個跨度 1 個驅(qū)動器

每個跨度 2 個驅(qū)動器

上表左右滑動可以看的全面!

總結(jié)

本文給大家介紹了RAID 陣列的概念、級別,每個級別都做了詳細的介紹,最后還進行了比較,希望本文對您有所幫助,感謝您的閱讀!

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