RAID是什么?
RAID 是一组独立的物理磁盘,它通过增加用于保存和访问数据的驱动器数量来提供高性能。RAID磁盘子系统提高了I/O性能和数据可用性。对于主机系统,物理磁盘组是单个存储单元或多个逻辑单元。数据吞吐量由于可同时访问多个磁盘而得到提高。RAID 系统还提高了数据存储的可用性和容错能力。由物理磁盘故障引起的数据丢失可通过从包含数据或奇偶校验的剩余物理磁盘重建丢失的数据来恢复。
注:RAID 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。
RAID级别
- RAID 0通过磁盘分拆来实现高数据吞吐量,尤其适用于要求没有数据冗余环境下的大文件。
- RAID 1使用磁盘镜像技术,因此数据在写入到一个物理磁盘的同时也可写入到另一个物理磁盘中。RAID 1 非常适用于小型数据库或其它需要较小容量但还需要完整数据冗余的应用程序。
- RAID 5在所有物理磁盘中使用磁盘分拆和奇偶校验数据(分布式奇偶校验)来提供高数据吞吐量和数据冗余,尤其适用于小型随机存取。
- RAID 6是RAID 5的扩展,它使用附加的奇偶校验块。RAID 6 使用块级别的分拆,它包含两个分布在所有成员磁盘中的奇偶校验块。RAID 6 可以防止双磁盘故障以及重建单个磁盘时出现故障。如果您只使用一个阵列,则部署 RAID 6 比部署热备用磁盘更加有效。
- RAID 10是RAID 0和RAID 1的组合,跨镜像磁盘使用磁盘分拆技术。它能提供高数据吞吐和完整的数据冗余。RAID 10 可支持多达 8 个跨度,每个跨度最多可以包含 32 个物理磁盘。
- RAID 50是RAID 0和RAID 5的组合,其中RAID 0阵列被分拆到RAID 5元素中。RAID 50 至少需要 6 个磁盘。
- RAID 60是RAID 0和RAID 6的组合,其中RAID 0阵列被分拆到RAID 6元素中。RAID 60 至少需要 8 个磁盘。
RAID 0: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])。
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:借助RAID 1,写入到一个磁盘的数据将同时写入到另一个磁盘。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])。
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:奇偶校验数据,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
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
RAID 6
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])。
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