raid

  RAID,Redundant arrays of Inexpensive Disks,廉價冗餘磁盤陣列。也稱爲Redundant arrays of Independent Disks,獨立冗餘磁盤陣列。

    其基本原理就是使用多個較小的磁盤通過不同的組織方式,組成一個大的磁盤組,以提高磁盤的IO能力和磁盤的耐用性。由於其不同的組織方式,所以分爲了不同的級別。

    RAID到目前爲止,分爲0-6七個級別。


    標準RAID(RAID-0,RAID-1...RAID-6)

    

    RAID-0

    RAID0又稱爲條帶卷(strip)存儲,其基本原理是將數據劃分爲數據段或者數據塊,存儲在各個磁盤中。使用的最少磁盤數爲2,能夠使用的空間爲N*min(磁盤1,...磁盤N)。min(磁盤1,...磁盤N)指的是N個磁盤中最小磁盤的容量。    

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    在數據寫入的時候,會將數據劃分爲N(磁盤數量)段,存儲在相對應的磁盤中。由於將數據劃分爲N段,所以其讀寫速度理論上提升了N倍。但是由於此級別不能提供數據冗餘,如果在運行的過程中,某個磁盤發生了錯誤,則會造成數據的丟失。

    

    RAID-1

    RAID1又稱爲鏡像卷(mirror)存儲,其原理是數據被同等的寫入多個磁盤中,實現數據備份。使用的最少磁盤數爲2,能夠使用的空間爲1*min(磁盤1,...磁盤N)。min(磁盤1,...磁盤N)指的是N個磁盤中最小磁盤的容量。

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    在數據寫入的時候,把數據百分百的複製到另外的N-1個磁盤上,實現了數據冗餘,提高了數據的安全性。但是這種方式,寫入速度較慢,讀取速度快,而且磁盤的利用率較低。

    

    RAID-5

    RAID5採用了採用了校驗碼和並行傳送技術,將數據和對應的XOR校驗碼分別存儲在不同的磁盤上,其中全部的XOR校驗碼所佔據的磁盤空間爲一塊磁盤的空間大小,相當於剩餘的N-1塊磁盤存儲的都爲數據。此種陣列需要至少三塊磁盤。

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    由於RAID5提供了數據校驗功能,所以在有一塊磁盤出現問題的時候,不會影響整個數據的完整性,從而保證了數據的安全性。當損壞的磁盤被重新代替時,通過XOR校驗碼,可以恢復磁盤上的數據。但是,由於在寫入的時候,要不斷計算校驗碼的關係,所以其寫入速率有所下降。此種陣列,可使用的磁盤空間爲(N-1)*min(磁盤1,...磁盤N)。min(磁盤1,...磁盤N)指的是N個磁盤中最小磁盤的容量。要用到的最少的磁盤數量爲3塊。


    RAID-6

    RAID6,independent data disks with two independent distributed parity schemes(帶有兩個獨立分佈式校驗方案的獨立數據磁盤)。RAID6使用了兩個獨立的校驗碼,數據的可靠性非常高,即使兩塊磁盤同時失效也不會影響數據的使用和數據的完整性。

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    使用此種陣列,需要至少4塊磁盤,可用的數據磁盤空間爲(N-2)*min(磁盤1,...磁盤N)。min(磁盤1,...磁盤N)指的是N個磁盤中最小磁盤的容量。其中,兩種校驗碼所佔據的磁盤空間爲兩塊磁盤空間大小。降低了數據的寫性能,其寫性能較RAID5還有所下降。但是其讀取性能有所提升。


    混合RAID


    RAID-10

    RAID10顧名思義就是先做RAID1,通過控制器將磁盤劃分爲鏡像卷,進行冗餘。隨後做RAID0,通過控制器將數據分爲條帶進行存儲。要使用最少4塊磁盤。

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    使用RAID10這種磁盤陣列,提高了數據的讀寫性能,但是磁盤的空間利用率只有原來的50%。有冗餘能力,但是每隔數據塊及其數據的備份只能有一份可以損壞,如果同時損壞,則數據整體就會損壞。例如,當磁盤1損壞的時候,剩餘三塊磁盤,只有當磁盤2損壞,整個數據纔會丟失,理論故障率爲1/3。


    RAID-01

    RAID10顧名思義就是先做RAID0,通過控制器將數據分爲條帶進行存儲。隨後做RAID1,通過控制器將磁盤劃分爲鏡像卷,進行冗餘。要使用最少4塊磁盤。

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    使用RAID01這種方式,同樣提高了數據的讀寫速率以及數據的安全性,磁盤的空間利用率只有原來的50%。但是,其理論故障率有所提升。例如,當磁盤1損壞的時候,只要磁盤2或者磁盤3有一塊損壞,則整個數據會丟失,所以,其理論故障率爲2/3。


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