基础知识 -- 磁盘阵列

最新推荐文章于 2023-12-31 12:23:33 发布

Darcy__

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分类专栏： Linux 文章标签：基础知识 server

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2018/10/02

磁盘阵列的全称是：Redundan Array of Independent(Inexpensive) Disk，简称RAID技术。它是1988年由美国加州大学Berkeley分校的DavidPatterson教授等人提出来的磁盘冗余技术
RAID的好处简单的说就是：安全性高，速度快，数据容量超大。磁盘阵列是由很多价格较便宜的磁盘，组合成一个容量巨大的磁盘组，利用个别磁盘提供数据所产生加成效果提升整个磁盘系统效能（后由于RAID 可以使用大部分的磁盘， “廉价” 已经毫无意义。因此， RAID 咨询委员会决定用 “ Independent”代替“Inexpensive)”），利用这项技术，将数据切割成许多区段，分别存放在各个硬盘上。
分类：目前为止RAID可以主要分为0 1 2 3 4 5 7 10：

级别	特征	原理	单元	冗余	性能	利用率	用途	缺陷
RAID0	条带	分片分散存入2块硬盘	2	否	读写速度2	100%	SWAP/TMP	不冗余，数据难恢复
RAID1	镜像	相同数据存入2块硬盘	2	是	写速度不变，读速度2倍	50%	数据备份	读写速度没加，利用率低
RAID4	校验	分片分散存入2块硬盘校验码存入第3块硬盘	3	是	读写速度2倍	2/3=66%	用的很少	1. 坏盘时另外2块需要重新计算还原坏盘数据2. 校验码盘压力大成为瓶颈
RAID5	校验	分片和校验码混合存储	3	是	读写速度2倍	2/3=66%	用的不多	坏盘时另外2块需要重新计算还原坏盘数据
RAID6	校验	分片盘校验码盘分别2个数据分片校验码计算2次	4	是	读写速度2倍	2/4	用的很少	“部队中有一半是搞后勤的，感觉还是不太爽。”
RAID10	1+0	2块硬盘1组先做RAID1多组RAID1再做RAID0	4	是	读写速度N倍N为组数	2/4	用的最多
RAID50	5+0	3块硬盘1组先做RAID5多组再做RAID0	6	是	读写数读2N倍N为组数	4/6	土豪用的	“好是好，就是贵！”

（以上来自于：https://www.cnblogs.com/chuncn/p/6008173.html）

具体：
- raid0：不能应用于数据安全性要求高的场合，可靠性差。
- raid1：又称为镜像盘，每一个工作盘都有一个镜像盘，每次写数据时必须同时写入镜像盘，读数据时只从工作盘读出。一旦工作盘发生故障立即转入镜像盘，从镜像盘中读出数据，然后由系统再恢复工作盘正确数据。
  因此这种方式数据可以重构，但工作盘和镜像盘必须保持一一对应关系。这种盘阵列可靠性很高，但其有效容量减小到总容量一半以下。因此RAID1常用于对出错率要求极严的应用场合，如财政、金融等领域。
- raid2：又称位交叉，它采用汉明码作盘错检验，无需在每个扇区之后进行CRC（CyclicReDundancycheck）检验。适于大数据的读写。但冗余信息开销还是太大，阻止了这类盘的广泛应用
- raid3：同RAID 2非常类似，都是将数据条块化分布于不同的硬盘上，区别在于RAID 3使用简单的奇偶校验，并用单块磁盘存放奇偶校验信息。如果一块磁盘失效，奇偶盘及其他数据盘可以重新产生数据；如果奇偶盘失效则不影响数据使用。
- raid4：按块（扇区）存取，可以单独地对某个盘进行操作。在商业环境中也很少使用。
- raid5：是一种旋转奇偶校验独立存取的阵列。RAID5不对存储的数据进行备份。它和raid1、2、3、4各盘阵列的不同点是它没有固定的校验盘，而是按某种规则把其冗余的奇偶校验信息均匀地分布在阵列所属的所有磁盘上。于是在同一台磁盘机上既有数据信息也有校验信息。适于大数据量的操作，也适于各种事务处理。它是一种快速，大容量和容错分布合理的磁盘阵列。
- raid6：“写性能”非常差。较差的性能和复杂的实施方式使得raid6很少得到实际应用。
- raid10：RAID10最少需要4块硬盘才能完成。把2块硬盘组成一个RAID1，然后两组RAID1组成一个RAID0。虽然RAID10方案造成了50%的磁盘浪费，但是它提供了200%的速度和单磁盘损坏的数据安全性。
- raid50：是RAID5与RAID0的结合。此配置在RAID5的子磁盘组的每个磁盘上进行包括奇偶信息在内的数据的剥离。每个RAID5子磁盘组要求三个硬盘。RAID50具备更高的容错能力，因为它允许某个组内有一个磁盘出现故障，而不会造成数据丢失。而且因为奇偶位分部于RAID5子磁盘组上，故重建速度有很大提高。优势：更高的容错能力，具备更快数据读取速率的潜力。需要注意的是：磁盘故障会影响吞吐量。故障后重建信息的时间比镜像配置情况下要长。