关于RAID

RAID是一项创新的技术,通过多个磁盘提高存储系统的I/O性能。通过使用部分存储空间用于数据冗余,当磁盘发生故障时可以快速重建磁盘恢复其中的数据,因此它的可靠性极高。不仅如此,RAID数据条带化技术,将I/O分散到各个磁盘上,获得比原硬盘更高的性能。分布式存储的趋势说明它必将会走向成熟,为大型服务器提供高端的存储功能和冗余的数据安全

优势

RAID的优势主要有以下几点:1.可靠性,2.大容量,3.高性能

1.可靠性

RAID 采用镜像和数据校验等数据冗余技术,在使用过程中会把数据信息镜像到另一块磁盘中,利用冗余信息对数据进行校验这确保了它的可靠性

当磁盘出现损毁情况时取出一个存在缺陷的驱动器,插入新磁盘更换上去,利用镜像与校验信息来从其他磁盘中重建数据不用关闭服务器电源,自动重建出现故障的磁盘上的数据。在不切断设备电源的情况下进行硬盘维护,提高了服务器数据因硬件原因故障的及时恢复能力

2.大容量

大容量同样是RAID的优势,由多个磁盘组成的磁盘序列可以使它的容量叠加,远高于磁盘序列中某块磁盘的容量。磁盘组的容量是看所使用的RAID等级的,拿RAID0来说,4块6T硬盘组就能有24TB的存储空间;而使用RAID5等级的4块6T的硬盘组仅可使用18TB,剩下的6TB用于数据保护。通常RAID容量利用率在 50% ~ 90% 之间。

3.高性能

RAID通过在多个磁盘上同时存储和读取数据来大幅提高存储系统的数据吞吐量,使得它比磁盘序列中某一块硬盘的性能要高很多。它让多块硬盘同时读写数据

数据条带将数据分块后存储到多块硬盘中具有良好的线性扩展性,获得了性能提升

RAID级别

1、RAID 0

RAID 0 是组建磁盘阵列中最简单的一种形式,只需要 2 块以上的硬盘即可,成本低,可以提高整个磁盘的性能和吞吐量。RAID 0 没有提供冗余或错误修复能力,但实现成本是最低的。

2、RAID 1

RAID 1 主要是通过二次读写实现磁盘镜像,所以磁盘控制器的负载也相当大,尤其是在需要频繁写入数据的环境中。为了避免出现性能瓶颈,使用多个磁盘控制器就显得很有必要。

3、RAID 0+1

RAID 0+1 是把 RAID0 和 RAID1 技术结合起来,数据除分布在多个盘上外,每个盘都有其物理镜像盘,提供全冗余能力,允许一个以下磁盘故障,而不影响数据可用性,并具有快速读/写能力。

4、RAID: LSI MegaRAID、Nytro 和 Syncro

MegaRAID、Nytro 和 Syncro 都是 LSI 针对 RAID 而推出的解决方案,并且一直在创造更新。LSI 通过 MegaRAID 提供基本的可靠性保障;通过 Nytro 实现加速;通过 Syncro 突破容量瓶颈,让价格低廉的存储解决方案可以大规模扩展,并且进一步提高可靠性。

5、RAID2:带海明码校验

RAID 2 同 RAID 3 类似, 两者都是将数据条块化分布于不同的硬盘上, 条块单位为位或字节。然而 RAID 2 使用一定的编码技术来提供错误检查及恢复。

6、RAID3:带奇偶校验码的并行传送

RAID3 访问数据时一次处理一个带区,这样可以提高读取和写入速度。校验码在写入数据时产生并保存在另一个磁盘上。

7、RAID4:带奇偶校验码的独立磁盘结构

RAID4 和 RAID3 很像,不同的是,它对数据的访问是按数据块进行的,也就是按磁盘进行的,每次是一个盘。

8、RAID5:分布式奇偶校验的独立磁盘结构

RAID5 的奇偶校验码存在于所有磁盘上,其中的 p0 代表第 0 带区的奇偶校验值,其它的意思也相同。RAID5 的读出效率很高,写入效率一般,块式的集体访问效率不错。

9、RAID6:带有两种分布存储的奇偶校验码的独立磁盘结构

RAID6 是对 RAID5 的扩展,主要是用于要求数据绝对不能出错的场合。

10、RAID7:优化的高速数据传送磁盘结构

RAID7 所有的 I/O 传送均是同步进行的,可以分别控制,这样提高了系统的并行性,提高系统访问数据的速度;每个磁盘都带有高速缓冲存储器,实时操作系统可以使用任何实时操作芯片,达到不同实时系统的需要。

11、RAID10:高可靠性与高效磁盘结构

RAID10 是一个带区结构加一个镜象结构,新结构的价格高,可扩充性不好。主要用于数据容量不大,但要求速度和差错控制的数据库中。

12、RAID53:高效数据传送磁盘结构

RAID53 就是 RAID3 和带区结构的统一,因此它速度比较快,也有容错功能。但价格十分高,不易于实现。

总结

RAID的采用为存储系统(或者服务器的内置存储)带来巨大利益,其中提高传输速率和提供容错功能是最大的优点。

总的来说,RAID 10以RAID 0为执行阵列,以RAID 1为数据保护阵列,它具有与RAID 1一样的容错能力,用于容错处理的系统开销与单独的镜像操作基本一样,由于使用RAID 0作为执行等级,因此具有较高的I/O宽带;对于那些想在RAID 1基础上大幅提高性能的用户,它是一个完美的解决方案。RAID 10适用于数据库存储服务器等需要高性能、高容错但对容量要求不大的场合。

最后修改:2023 年 06 月 07 日
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