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一分钟了解RAID级别的优缺点?

发布时间:2020-06-19 16:53:46    来源:

来源:服务器在线

RAID是一项数据存储虚拟化技术,其将多个物理磁盘驱动器组件组合为一个逻辑单元用于数据冗余、性能改进或二者。

数据根据所需的冗余和性能级别,以多种方式中的一种分布在驱动器上,称为RAID级别。不同的架构或数据分布布局使用单词RAID后跟数字命名,例如RAID 0或RAID 1。每个架构或RAID级别在重要目标之间提供不同的平衡:

可靠性、可用性、性能和容量。

高于RAID 0的RAID级别提供保护,以防止不可恢复的扇区读取错误以及整个物理驱动器出现故障。

警告:RAID技术不是备份解决方案。它不会取代用于数据保存和安全性的良好数据备份解决方案。

  1. RAID

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RAID 0

允许您跨多个物理磁盘写入数据,而不是仅向一个物理磁盘写入数据。RAID 0包括将每个物理磁盘存储空间分区为64 KB大小的条带。这些条带以重复相继的方式交错。单个物理磁盘上的条带部分称为条带元素。

例如,在仅使用RAID 0的四磁盘系统中,将分段1写入磁盘1,将分段2写入磁盘2,依此类推。由于可同时存取多个物理磁盘,RAID 0增强了性能,但它不能提供数据冗余(图1[仅英文])。

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图1:RAID 0

容错 – 无

优点 – 性能提高、额外存储

缺点 – 不应用于关键数据,任何驱动器故障都将导致数据丢失。

RAID 1

使用RAID 1,数据可在写入一个磁盘的同时写入另一磁盘。如果一个磁盘发生故障,可用另一个磁盘的内容来运行系统,并重建有故障的物理磁盘。 

RAID 1的主要优点是可提供100%的数据冗余。由于一个磁盘上的内容被完全写入到另一个磁盘上,因此如果一个磁盘出现故障影响并不大。两个磁盘始终包含相同的数据。任意一个物理磁盘都可以作为工作物理磁盘使用(图2[仅英文])。

注:镜像的物理磁盘通过读取负载平衡来提高读取性能。

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图2:RAID 1

容错 – 磁盘错误、单磁盘故障

优点 – 高读取性能、驱动器故障后快速恢复、数据冗余

缺点 – 磁盘开销高、容量有限

RAID 5和6

RAID 5和6:奇偶校验数据是为在一定RAID级别内提供容错生成的冗余数据。如果发生驱动器故障,控制器可以使用奇偶校验数据重新生成数据。

RAID 5、6、50 和60都存在奇偶校验数据。奇偶校验数据分布于系统所有的物理磁盘上。如果有单个物理磁盘发生故障,可从剩余的物理磁盘包含的数据或奇偶校验来重建它。

RAID级别5将分布式奇偶校验与磁盘分拆相结合,如下所示(图3[仅英文])。奇偶校验能在某个物理磁盘发生故障时提供冗余,而不用复制整个物理磁盘的内容。

RAID 6将双分布式奇偶校验与磁盘分拆相结合(图4[仅英文])。该奇偶校验级别允许两个磁盘出现故障,而无需复制全部物理磁盘的内容。

RAID 5

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图3:RAID 5

容错 – 磁盘错误、单磁盘故障

优点 – 有效利用磁盘容量、高读取性能、中到高级写入性能

缺点 – 磁盘故障中度影响、奇偶校验重新计算导致重建时间更长

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图4:RAID 6

容错 – 磁盘错误、双磁盘故障

优点 – 数据冗余、高读取性能

缺点 – 双奇偶校验计算导致写入性能下降,相当于2个磁盘的容量用于奇偶校验导致额外成本

RAID 10

RAID 10:RAID 10需要两个或多个镜像集协同工作。多个RAID 1集可组合形成单个阵列。数据跨所有镜像的驱动器进行分拆。 

由于每个驱动器都会在RAID 10中创建镜像,因此不会遭遇因未完成奇偶校验计算而导致的延迟。 

此 RAID 策略可容忍丢失多个驱动器,只要同一镜像对的两个驱动器没有同时发生故障。RAID 10卷提供高数据吞吐量和完整的数据冗余(图5[仅英文])。

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图5:RAID 10

容错 – 磁盘错误、每个镜像集一个磁盘故障

优点 – 高读取性能、支持192个驱动器的最大RAID组

缺点 – 最贵

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