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RAID入门一页通,最全的RAID技术、原理图解
序
RAID一页通整理所有RAID技术、原理并配合相应RAID图解,给所有存储新人提供一个迅速学****理解RAID技术的网上资源库,本文将持续更新,欢迎大家补充及投稿。中国存储网一如既往为广大存储界朋友提供免费、精品资料。
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RAID(Redundant Array of Inexpensive Disks)称为廉价磁盘冗余阵列。RAID 的基本原理是把多个便宜的小磁盘组合到一起,成为一个磁盘组,使性能达到或超过一个容量巨大、价格昂贵的磁盘。目前RAID技术大致分为两种:基于硬件的RAID技术和基于软件的RAID技术。其中在 Linux下通过自带的软件就能实现RAID功能,这样便可省去购买昂贵的硬件 RAID 控制器和附件就能极大地增强磁盘的 IO 性能和可靠性。由于是用软件去实现的RAID功能,所以它配置灵活、管理方便。同时使用软件RAID,还可以实现将几个物理磁盘合并成一个更大的虚拟设备,从而达到性能改进和数据冗余的目的。当然基于硬件的RAID解决方案比基于软件RAID技术在使用性能和服务性能上稍胜一筹,具体表现在检测和修复多位错误的能力、错误磁盘自动检测和阵列重建等方面。
;一般常用的RAID阶层,分别是RAID 0、RAID1、RAID 2、RAID 3、RAID 4以及RAID 5,再加上二合一型 RAID 0+1﹝或称RAID 10﹞。我们先把这些RAID级别的优、缺点做个比较:
RAID级别相对优点相对缺点
RAID 0 存取速度最快没有容错
RAID 1 完全容错成本高
RAID 2 带海明码校验,数据冗余多,速度慢
RAID 3 写入性能最好没有多任务功能
RAID 4 具备多任务及容错功能 Parity 磁盘驱动器造成性能瓶颈
RAID 5 具备多任务及容错功能写入时有overhead
RAID 0+1/RAID 10 速度快、完全容错成本高
RAID 0 的特点、原理与应用;也称为条带模式(striped),即把连续的数据分散到多个磁盘上存取,如图所示。当系统有数据请求就可以被多个磁盘并行的执行,每个磁盘执行属于它自己的那部分数据请求。这种数据上的并行操作可以充分利用总线的带宽,显著提高磁盘整体存取性能。因为读取和写入是在设备上并行完成的,读取和写入性能将会增加,这通常是运行 RAID 0 的主要原因。但
RAID 0没有数据冗余,如果驱动器出现故障,那么将无法恢复任何数据。
RAID 0:无差错控制的带区组
要实现RAID0必须要有两个以上硬盘驱动器,RAID0实现了带区组,数据并不是保存在一个硬盘上,而是分成数据块保存在不同驱动器上。因为将数据分布在不同驱动器上,所以数据吞吐率大大提高,驱动器的负载也比较平衡。如果刚好所需要的数据在不同的驱动器上效率最好。它不需要计算校验码,实现容易。它的缺点是它没有数据差错控制,如果一个驱动器中的数据发生错误,即使其它盘上的数据正确也无济于事了。不应该将它用于对数据稳定性要求高的场合。如果用户进行图象(包括动画)编辑和其它要求传输比较大的场合使用RAID0比较合适。同时,RAID可以提高数据传输速率,比如所需读取的文件分布在两个硬盘上,这两个硬盘可以同时读取。那么原来读取同样文件的时
间被缩短为1/2。在所有的级别中,RAID 0的速度是最快的。但是RAID 0没有冗余功能的,如果一个磁盘(物理)损坏,则所有的数据都无法使用。
RAID 1 的特点、原理与应用;
RAID 1 又称为镜像(Mirroring),一个具有全冗余的模式,如图所示。RAID 1可以用于两个或2xN个磁盘,并使用0块或更多的备用磁盘,每次写数据时会同时写入镜像盘。这种阵列可靠性很高,但其有效容量减小到总容量的一半,同时这些磁盘的大小应该相等,否则总容量只具有最小磁盘的大小。
RAID 1:镜象结构
对于使用这种RAID1结构的设备来说,RAID控制器必须能够同时对两个盘进行读操作和对两个镜象盘进行写操作。通过下面的结构图您也可以看到必须有两个驱动器。因为是镜象结构在一组盘出现问题时,可以使用镜象,提高系统的容错能力。它比较容易设计和实现。每读一次
盘只能读出一块数据,也就是说数据块传送速率与单独的盘的读取速率相同。因为RAID1的校验十分完备,因此对系统的处理能力有很大的影响,通常的RAID功能由软件实现,而这样的实现方法在服务器负载比较重的时候会大大影响服务器效率。当您的系统需要极高的可靠性时,如进行数据统计,那么使用RAID1比较合适。而且 RAID1技术支持“热替换”,即不断电的情况下对故障磁盘进行更换,更换完毕只要从镜像盘上恢复数据即可