一、RAID磁盘阵列介绍

  • 磁盘阵列的全名(Redundant Arrays of Inexpensive Disk,RAID),中文简称是独立冗余磁盘阵列。冗余(如果磁盘出现故障,可以保证数据不丢)

  • RAID可以通过技术(软件或者硬件)将多个独立的物理硬盘整合成为一个较大的硬盘组(逻辑硬盘),用户可以对它进行分区,格式化

  • 这个逻辑硬盘功能除了存储之外,它还具有数据保护的功能,提供数据备份技术,

  • RAID技术分为几种不同的等级,分别可以提供不同的速度,安全性和性价比。根据实际情况选择适当的RAID级别可以满足用户对存储系统可用性、性能和容量的要求

  • 整个RAID由于选择的级别(level)不同,而使得整合后的硬盘读写性能上有些不同

  • 常用的level有以下几种常用的RAID级别有以下几种:RAID0,RAID1,RAID5,RAID6 ,RAID1+0等

    RAID 0 读写性能

    RAID 1 读取性能、冗余性

    RAID 5 读写性能 、冗余性(1快硬盘)

    RAID 6 读写性能、冗余性(2快硬盘)

二、磁盘阵列介绍

RAID 0

RIAD 0使用最少2快硬盘,在读写时,将数据分开读写到多块硬盘的方式来提高读写性能。

空间利用率:所有硬盘空间之和

性能:所有硬盘速度之和

冗余 :没有冗余能力,如果一块磁盘损毁,数据就全没了,因为数据是在所有硬盘上的,并且没有备份

  • RAID 0连续以位或字节为单位进行分割数据,将数据分段存储在各个硬盘中,n块硬盘并行读/写数据,因此具有很高的数据传输率,可以达到单个硬盘的N倍,但它没有数据冗余;
  • RAID 0只是单纯地提高性能,并没有为数据的可靠性提供保证,而且其中的一个磁盘失效将影响到所有数据,因此并不能算真正的RAID结构;
  • RAID 0不能应用于数据安全性要求高的场合。

RAID 1

RAID 1使用最少2快硬盘,在写数据时,将数据复制写到多块硬盘。在读数据时,以提供冗余性。同时从多块硬盘读取数据,以提高读写性能。

空间利用率:所有硬盘中最小的那块

性能:读性能为所有硬盘速度之和,写性能会有所减弱

冗余能力:只要有一块硬盘正常,数据就正常

  • 通过磁盘数据镜像实现数据冗余,在成对的独立磁盘上产生互为备份的数据
  • 当原始数据繁忙时,可直接从镜像拷贝中读取数据,因此RAID 1 可以提高读取性能;
  • RAID 1是磁盘阵列中单位成本最高的,但提供了很高的数据安全性和可用性。当一个磁盘失效时, 系统可以自动切换到镜像磁盘上读写,而不需要重组失效的数据。
  • N(偶数)块硬盘组成镜像,容量为N/2

RAID5

RAID5最少使用3快硬盘

RAID最少使用3快硬盘,RAID5与RAID0类似,读写数据的时候会将数据分布式的读写在所有硬盘上,但是在写数据的时候会对数据进行奇偶校验运算,将校验信息同时保存在硬盘上,校验信息可以进行数据恢复使用。

空间利用率:1-1/n

性能:读性能接近RAID0,写性能较RAID0弱一点

冗余能力:可接受1快硬盘的损坏

  • N (N>=3) 块盘组成阵列,一份数据产生N-1个条带,同时还有1份校验数据,共N份数据在N块盘上循环均衡存储
  • N块盘同时读写,读性能很高,但由于有校验机制的问题,写性能相对不高;
  • (N-1) /N磁盘利用率(有一块是用来校验的);
  • 可靠性高,允许坏1块盘,不影响所有数据。

RAID6

RAID6最少使用4快硬盘,RAID6与RAID5类似,读写数据会将数据分布式的读写在所有硬盘上,并保存奇偶校验信息,但是会比RAID5有所提升。

空间利用率:1-2/n

性能:读写性能接近RAID5,读性能要比RAID5弱一点

冗余能力:可接受2快硬盘损坏

  • N (N>=4) 块盘组成阵列,(N-2) /N容量利用率;
  • 与RAID 5相比,RAID 6增加了第二个独立的奇偶校验信息块;
  • 两个独立的奇偶系统使用不同的算法,即使两块磁盘同时失效也不会影响数据的使用;
  • 需要更大的磁盘空间,相对于RAID 5有更大的“写损失"因此写性能较差。

RAID 1+0

RAID10其实就是RAID1与RAID0的一个合体。

RAID10兼备了RAID1和RAID0的有优点。首先基于RAID1模式将磁盘分为2份,当要写入数据的时候,将所有的数据在两份磁盘上同时写入,相当于写了双份数据,起到了数据保障的作用。且在每一份磁盘上又会基于RAID0技术讲数据分为N份并发的读写,这样也保障了数据的效率。

但也可以看出RAID10模式是有一半的磁盘空间用于存储冗余数据的,浪费的很严重,因此用的也不是很多。

三、磁盘阵列

阵列卡介绍

  • 阵列卡是用来实现RAID功能的板卡,通常是由I/O处理器、硬盘控制器、硬盘连接器和缓存等一系列组件构成的
  • 不同的RAID卡支持的RAID功能不同: 例如支持RAID0、RAID1、 RAID5、 RAID10等
  • RAID卡的接口类型:
    • IDE接口(并行接口,价格低廉,兼容性强)
    • SCSI接口(串行接口,是小型计算机系统接口,广泛应用于小型机上的高速数据传输技术,支持热拔插,CPU占用率低,但是价格高)
    • SATA接口(串行接口)
    • SAS接口(新一代scsi接口,向下兼容SATA)

阵列卡的缓存

  • 缓存(Cache)是RAID卡与外部总线交换数据的场所,RAID卡先将数据传送到缓存,再由缓存和外边数据总线交换数据。
  • 缓存的大小与速度是直接关系到RAID卡的实际传输速度的重要因素,大缓存可以提高命中率
  • 不同的RAID卡出厂时配备的内存容量不同,一般为几

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