RAID磁盘阵列基础介绍

在很多VPS的介绍中我们会发现RAID10这样的名词,一般来说现在RAID10都是VPS的标配,我今天就来介绍下RAID磁盘阵列的基础知识。

RAID磁盘阵列综述

RAID是“Redundant Array of Independent Disk”的缩写,中文意思是独立冗余磁盘阵列

简单的说,RAID是一种把多块独立的硬盘(物理硬盘)按不同的方式组合起来形成一个硬盘组(逻辑硬盘),从而提供比单个硬盘更高的存储性能和提供数据备份技术。

RAID技术经过不断的发展,现在已拥有了从 RAID 0 到 RAID5的 6种明确标准级别的RAID级别。另外,其他还有RAID6、RAID7、RAID10(RAID 1与RAID 0的组合)、RAID01(RAID 0与RAID 1的组合)、RAID30(RAID 3与RAID 0的组合)、RAID50(RAID 5与RAID 0的组合)等。最常用的四种RAID为 RAID 0、RAID 1、RAID 5、RAID 10,下面进行具体的介绍。

RAID0(条带化磁盘阵列)

RAID0 全称叫做Striped Disk Array without Fault Tolerance(没有容错设计的条带磁盘阵列)。

RAID0 在存储数据时由RAID 控制器(硬件或软件)分割成大小相同的数据条,同时写入阵列中的磁盘。如果发挥一下想象力,你会觉得数据像一条带子横跨过所有的阵列磁盘,每个磁盘上的条带深度则是一样的。在NT 系统的软RAID0 等级中,每个条带深度只有64KB 一种选项,而在硬RAID0 等级,可以提供8、16、32、64以及128KB 等多种深度参数。Striped 是RAID 的一种典型方式,在很多RAID术语解释中,都把Striped 指向RAID0。在读取时,也是顺序从阵列磁盘中读取后再由RAID控制器进行组合再传送给系统,这也是RAID 的一个最重要的特点。这样,数据就等于并行的写入和读取,从而非常有助于提高存储系统的性能。

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RAID0并不能算是真正的RAID,因为它没有数据冗余能力。由于没有备份或校验恢复设计,在RAID0 阵列中任何一个硬盘损坏就可导致整个阵列数据的损坏,因为数据都是分布存储的。

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RAID1(镜像阵列)

RAID1全称叫Mirroring and Duplexing(相互镜像)。

RAID1以镜像作为冗余手段,虚拟磁盘中的数据有多个拷贝,放在成员磁盘上。RAID1 在写入数据时,RAID 控制器并不是将数据分成条带而是将数据同时写入两个硬盘。这样,其中任何一个硬盘的数据出现问题,可以马上从另一个硬盘中进行恢复。注意,这两个硬盘并不是主从关系,而是相互镜像/恢复的。

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RAID1 已经可以算是一种真正的RAID 系统,它提供了强有力的数据容错能力,但这是由一个硬盘的闲置的代价所带来的效果,而这个硬盘并不能增加整个阵列的有效容量。

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RAID5介绍

RAID5数据按数据块为单位条带化存入数据阵列中,一个数据块是一个完整的数据集合,比如一个文件就是一个典型的数据块。而数据校验的信息(P1,P2,P3,P4)在数据存入时被均匀的分散到的阵列的各个磁盘上,读取数据时会同时检查校验盘中相应的信息通过异或逻辑运算(XOR,eXclusive OR)校验数据的完整性。阵列的磁盘上既有数据,也有数据校验信息,数据块和对应的校验信息会存储于不同的磁盘上,当一个数据盘损坏时,系统可以根据同一带区的其他数据块和对应的校验信息来重构损坏的数据。

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RAID 5可以理解为是RAID 0和RAID 1的折衷方案。RAID 5可以为系统提供数据安全保障,但保障程度要比RAID1低而磁盘空间利用率要比RAID1高。RAID 5具有和RAID 0相近似的数据读取速度,只是多了一个奇偶校验信息,写入数据的速度比对单个磁盘进行写入操作稍慢。同时由于多个数据对应一个奇偶校验信息,RAID 5的磁盘空间利用率要比RAID 1高,存储成本相对较低。

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RAID10介绍

RAID10也是RAID1和RAID0的结合,也称为RAID(0+1),条带化后为每一个条带提供镜像,既提高了系统的读写性能,有提供了数据冗余保护。

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RAID10的磁盘空间利用率和RAID1是一样的,为50%。RAID10适用于既有大量的数据需要存储,有对数据安全性有严格要求的领域,比如金融,证券等。

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总结

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参考文章:几种常见的RAID基础知识

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