RAID基礎概念整理

shytodear發表於2015-05-12

RAID是“Redundant Array of Independent Disk”的縮寫,中文意思是獨立冗餘磁碟陣列

 

簡單的說,RAID是一種把多塊獨立的硬碟(物理硬碟)按不同的方式組合起來形成一個硬碟組(邏輯硬碟),從而提高儲存效能和容錯功能。

 

RAID種類:

軟體RAID 、硬體RAID、外接RAID


1
)軟體RAID:很多情況下已經包含在系統之中,軟體RAID中的所有操作皆由中央處理器負責,所以系統資源的利用率會很高,從而使系統效能降低。

2)硬體RAID:通常是一張PCI,你會看到在這卡上會有處理器及記憶體。因為這卡上的處理器已經可以提供一切RAID所需要的資源,所以不會佔用系統資源,從而系統的表現可以大大提升。 
硬體RAID的應用之一是可以連線內建硬碟、熱插拔背板或外接儲存裝置。無論連線何種硬碟,控制權都是在RAID卡上,亦即是由系統所操控。 在系統裡,硬體RAID PCI卡通常都需要安驅動程式,否則系統會拒絕支援。


3
)外接式RAID:也是屬於硬體RAID的一種,區別在於RAID卡不會安裝在系統裡,而是安裝在外接的儲存裝置內。而這個外接的儲存裝置則會連線到系統的SCSI卡上。

 

RAID有一基本概念稱為EDAPExtended Data Availability and Protection),其強調擴充性及容錯機制,包括在不須停機情況下可處理以下動作:

    RAID 磁碟陣列支援自動檢測故障硬碟

    RAID 磁碟陣列支援重建硬碟壞軌的資料

    RAID 磁碟陣列支援不須停機的硬碟備援Hot Spare

    RAID 磁碟陣列支援支援不須停機的硬碟替換Hot Swap

    RAID 磁碟陣列支援擴充硬碟容量等


 

RAID常用級別的比較

特點

硬碟及容量

效能及安全

典型應用

raid 0

用於平行儲存,即條帶。其原理是把連續的資料分成幾份,然後分散儲存到陣列中的各個硬碟上。任何一個磁碟故障,都將導致資料丟失。

硬碟數:一個或更多
容量:總的磁碟容量

效能:讀寫效能高,隨機寫效能高
安全:無冗餘,無熱備盤,無容錯性,安全性低

無故障的迅速讀寫,要求安全性不高,如圖形工作站等。

raid 1

映象儲存。其原理是把相同的資料分別寫入陣列中的每一塊磁碟中,最大限度的保證使用者資料的可用性和可修復性。缺點是儲存成本高。

硬碟數:兩個或2*N
容量:總磁碟容量的50%

效能:讀寫效能低,隨機寫效能低
安全:利用複製進行冗餘,有熱備盤,可容錯,安全性高

隨機資料寫入,要求安全性高,如伺服器、資料庫儲存領域。

raid 5

分佈奇偶位條帶。是一種儲存效能、資料安全和儲存成本兼顧的儲存方案,也可理解為是RAID 0RAID 1的折衷方案。其原理是把資料和相對應的奇偶校驗資訊儲存到組成RAID5的各個磁碟上,並且奇偶校驗資訊和相對應的資料分別儲存於不同的磁碟上。當RAID5的一個磁碟資料發生損壞後,利用剩下的資料和相應的奇偶校驗資訊去恢復被損壞的資料。相對於RAID 0,只是多了一個奇偶校驗資訊。多個資料可對應一個奇偶校驗資訊。

硬碟數:三個或更多
容量:(n-1)/n的總磁碟容量(n為磁碟數)

效能:隨機和連續寫效能低,讀效能高
安全:利用奇偶校驗進行冗餘,可容錯,安全性高

隨機資料傳輸要求安全性高,如金融、資料庫、儲存等。

raid 10

映象陣列條帶。兼顧儲存效能和資料安全,提供了與RAID 1一樣的資料安全保障,同時具備與RAID 0近似的儲存效能。缺點是儲存成本高。

硬碟數:四個或4*N
容量:總磁碟容量的50%

效能:讀寫效能適中
安全:利用複製進行冗餘,可容錯,安全高

適於於要求存取資料量大,安全性高,如銀行、金融等領域。

RAID 10 RAID 01 的區別:
RAID 10
RAID 01 是兩種邏輯方式不同的組合。 RAID 10 是先映象後條帶,即先將硬碟縱向做映象,然後再橫向做條帶。在這種情況下,只要不是同一個映象組中的幾塊硬碟同時壞掉,RAID組都不會崩潰。即同一個映象組的硬碟不能同時壞掉。
RAID 01
是先條帶後映象,即先將硬碟橫向做條帶,然後再縱向做映象。 在這種情況下,只要不是兩個條帶上同時有硬碟壞掉,則整個RAID組都不會崩潰。不管發生介質損壞的兩塊硬碟是否是映象 盤。即不同條帶組的硬碟不能同時壞掉。
RAID 10
RAID 01 在效能上基本相同,但RAID 01 發生故障的機率要大於RAID 10 。所以一般情況下都選擇RAID 10

附圖參考:



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