磁盘阵列RAID

磁盘阵列由许多磁盘组成,组合成一个容量巨大的磁盘组,利用单个磁盘提供数据产生的加成效应来提高整个磁盘系统的性能。使用这种技术,数据被分割成许多部分并存储在每个硬盘上。

磁盘阵列也可以使用奇偶校验的概念,在任何一个阵列中?当一个硬盘出现故障时,数据仍然可以被读出,当数据被重建时,数据被计算并放回新的硬盘。

硬盘RAID通常有两种解决方案。

1外部存储柜(一般企业大数据应用)

2个磁盘阵列卡(个人用户或小型数据)

3其他情况下,主板自带RAID(一般不使用不保证稳定性)。

常用的民用级NAS通常是软RAID。

RAID从0到7 * * *共8种,RAID10和RAID01。

它是将连续的数据分布到多个磁盘上进行访问,使系统在有数据请求时可以由多个磁盘并行执行,每个磁盘执行自己的一部分数据请求。这种对数据的并行操作可以充分利用总线的带宽,显著提高磁盘的整体访问性能。

RAID 0不是真正的RAID结构,没有数据冗余,也没有用于数据校验的磁盘显示。实现RAID 0至少需要两个硬盘,将两个硬盘合二为一,数据在每个磁盘上连续分割。因为带宽翻倍,读写速度也翻倍,但是RAID 0在提升性能的同时并没有提供数据保护功能。只要任何一个硬盘损坏,所有数据都会丢失。因此,RAID 0不能应用于需要数据高可用性的关键领域。

对磁盘数量没有要求,磁盘利用率为100%(限最小磁盘)。不需要热备盘。所有磁盘一起工作。

读写受限于最慢的硬盘* n。容量受限于最小的磁盘*N

RAID1是由两块硬盘组成的RAID磁盘阵列,容量只相当于一块硬盘,因为另一块只是作为数据的“镜像”。RAID 1磁盘阵列显然是最可靠的一种,因为它总是保持完整的数据备份。它的性能自然不如RAID 0磁盘阵列,但它的数据读取确实比单个硬盘快,因为数据会从两个硬盘中速度更快的一个中读取。

两个硬盘为一组,相互备份数据,磁盘利用率至少50%。不需要热备盘。

写入仅限于最慢的硬盘。读取仅限于最快的硬盘。容量受到最小磁盘的限制

比RAID0多一个检查盘,检查盘损坏的数据无法恢复。既不安全也不快,磁盘利用率不高。

RAID 5是一种兼顾存储性能、数据安全性和存储成本的存储解决方案。RAID 5可以理解为RAID 0和RAID 1的折中。RAID 5可以为系统提供数据安全,但安全程度低于镜像,磁盘空间利用率高于镜像。RAID 5的数据读取速度和RAID 0差不多,但是多了一个奇偶信息,数据写入速度比单个磁盘稍慢。同时,由于多个数据对应一个奇偶信息,RAID 5比RAID 1具有更高的磁盘空间利用率,存储成本也相对较低,因此是一种应用广泛的解决方案。

至少3块硬盘分组在一起,磁盘利用率为N-1,需要热备。CPU开销很大。

RAID将验证和数据分别存储在所有磁盘中。当一个硬盘损坏时,其他硬盘中的数据可以通过验证数据恢复。(更换硬盘以重建RAID或更换为热备盘)。避免了由于校验盘损坏导致数据无法恢复的情况。

当一个硬盘损坏时,RAID5可以继续检查和存储数据。这时候就要及时更换损坏的磁盘(重建RAID),避免剩余磁盘超负荷运行,造成更大的硬盘损坏。

如果第二块硬盘损坏,就很难恢复数据。

RAID5重建非常容易失败,多次重建容易造成磁盘损坏。

由于大容量磁盘的先天缺陷,大约每12TB数据存在一个不可恢复的读错误(URE)。如果URE在RAID重建期间出现,系统将认为磁盘有错误,然后重建失败。所以RAID5会多次重建失败,增加正常硬盘负载,造成硬盘损坏。

RAID6技术是一种基于RAID 5的RAID方法,旨在进一步加强数据保护。其实是RAID 5级别的扩展。与RAID 5不同的是,除了每个硬盘上相同级别数据的XOR检查区域之外,每个数据块还有一个XOR检查区域。当然,当前磁盘数据块的校验数据不能存在于当前磁盘中,而是交替存储,如图所示。这样每个数据块都有两道校验保护屏障(一个是分层校验,一个是整体校验),所以RAID 6的数据冗余性能相当不错。但由于增加了一个校验,写入效率比RAID 5差,控制系统的设计也更复杂,第二块的校验区也减少了有效存储空间。

至少4块硬盘为一组,磁盘利用率为N-2。因为通过第二次验证花费很大,所以没有RAID5的磁盘进行读写。

可以允许损坏两个硬盘(更换后可以恢复数据)。数据更安全。大大降低大容量硬盘在使用后期的风险。

有需要收费的专利(跳过)

Raid01缺乏安全性,失效后难以恢复,实际应用中几乎没有人会选择它。底层RAID0上一次RAID1相互备份的加速(跳过)

RAID 1+0又称RAID 10标准,实际上是RAID 1和RAID 0标准相结合的产物。它连续地按位或字节对数据进行分区,并并行读取/写入多个磁盘,同时镜像每个磁盘以实现冗余。它的优点是既有RAID 0的非凡速度,又有RAID 1的高数据可靠性,但CPU利用率也更高,磁盘利用率更低。由于RAID 0的高读写效率和RAID 1的高数据保护和恢复能力,RAID 10已经成为一个性价比很高的级别,目前几乎所有的RAID控制卡都支持。但是RAID 10的存储容量利用率和RAID 1一样低,只有50%。因此,RAID10是一种高度可靠和高效的磁盘结构。它是一个条纹结构和一个镜像结构,可以达到高速和安全的目的。RAID 10可以提供比RAID 5更好的性能。这种新结构的可扩展性不好,这种解决方案应用广泛,使用成本高。

重建速度快,安全系数高,结合RAID 1 -0的特点,磁盘利用率50%。

JBOD(只是一堆磁盘,或者有时称为简单的驱动器包)是一个非正式的术语。官方术语是“Spanning”,指没有按照RAID(独立磁盘冗余阵列)系统配置的计算机硬盘,以增加容错能力,提高数据访问性能。

RAID系统将相同的数据冗余地存储在多个磁盘上,这些磁盘对于操作系统来说就像一个磁盘。虽然JBOD也使多个磁盘看起来只有一个,但它是通过将多个驱动器组合成一个大的逻辑磁盘来实现的。JBOD使用独立磁盘不会带来任何好处,也不能提供RAID所能带来的任何容错或更好的性能。

在JBOs模式下,数据从第一个硬盘存储到后面,系统只能看到包含所有硬盘的大分区,而看不到单个硬盘。第一个硬盘是系统盘。如果数据损坏,就无法读取。存储方式为单盘存储,未存储的硬盘处于空闲状态。(单磁盘模式)

基于磁盘的数量和容量?自动选择要使用的RAID模式。

对于不熟悉RAID的人来说很方便。硬盘数据只能在组亮度下读取。