Raid Raid0 Raid1 Raid5 Raid0+1 Raid1+0

釋懷355發表於2013-07-13
Raid0
RAID 0又稱為Stripe或Striping,它代表了所有RAID級別中最高的儲存效能RAID 0提高儲存效能的原理是把連續的資料分散到多個磁碟上存取,這樣,系統有資料請求就可以被多個磁碟並行的執行,每個磁碟執行屬於它自己的那部分資料請求。 這種資料上的並行操作可以充分利用匯流排的頻寬,顯著提高磁碟整體存取效能
這種方式大大減少了每個磁碟的負載,並且減少了旋轉延遲(每個磁碟不再需要轉和原來一樣的圈數就能滿足請求)。
雖然RAID0大大提高了IO效能,但沒有提供任何容錯措施,這意味著如果磁碟陣列中的某一塊磁碟崩潰,則整個磁碟陣列中的資料全部丟失。
因為RAID0並沒有提供任何容錯措施,所以在生產環境中RAID0幾乎不被使用。

還有一點值得注意的是,由於RAID0磁碟陣列中的每個磁碟都用於儲存資料,所以沒有任何磁碟空間的損失,比如使用RAID0,10個300GB的磁碟就會有3TB的可用儲存空間,這意味著沒有損失磁碟空間的RAID代價。

Raid1

RAID 1又稱為Mirror或Mirroring,它的宗旨是最大限度的保證使用者資料的可用性和可修復性。 RAID 1的操作方式是把使用者寫入硬碟的資料百分之百地自動複製到另外一個硬碟上。由於對儲存的資料進行百分之百的備份,在所有RAID級別中,RAID 1提供最高的資料安全保障。同樣,由於資料的百分之百備份,備份資料佔了總儲存空間的一半,因而,Mirror的磁碟空間利用率低,儲存成本高

Mirror雖不能提高儲存效能,但由於其具有的高資料安全性,使其尤其適用於存放重要資料,如伺服器和資料庫儲存等領域。

RAID 1需要付出寫入時的效能代價。每個寫入IOP需要執行兩次,但是對於讀來說卻會提升效能,因為RAID控制器對於大量資料請求會從兩個磁碟中讀取。

Raid5


 RAID 5也被稱為”Striping With Parity)”,這種方式既可以透過磁碟分割(Striping raid0)來提高效能,也可以透過奇偶性(Parity)來提供容錯,當一個磁碟崩潰後,奇偶資料可以透過計算重建丟失的資料。

RAID 5 是一種儲存效能、資料安全和儲存成本兼顧的儲存解決方案。RAID 5不對儲存的資料進行備份,而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。

RAID 5可以理解為是RAID 0和RAID 1的折衷方案。RAID 5可以為系統提供資料安全保障,但保障程度要比Mirror低而磁碟空間利用率要比Mirror高。RAID 5具有和RAID 0相近似的資料讀取速度,只是多了一個奇偶校驗資訊,寫入資料的速度比對單個磁碟進行寫入操作稍慢同時由於多個資料對應一個奇偶校驗資訊,RAID 5的磁碟空間利用率要比RAID 1高,儲存成本相對較低。
雖然奇偶性是實現容錯的一種不錯的方式。但是從磁碟寫入來說代價高昂。也就是說對於每一個IOP寫請求,RAID5需要4個IOPS。

  為什麼需要這麼高寫入代價的過程如下:

  ·讀取原始資料(1 iop)

  ·讀取當前奇偶資料(1 iop)

  ·比較當前資料和新寫入請求

  ·基於資料差異計算新的奇偶值

  ·寫入新資料(1 iop)

  ·寫入新的奇偶值(1 iop)

RAID1+0

RAID1+0:正如其名字一樣RAID 0+1是RAID 0和RAID 1的組合形式,也稱為RAID 10。

 RAID 1+0 由於將資料分割到多個磁碟中使得並且不像RAID5那樣有奇偶效驗碼,所以寫入速度非常快。但寫入速度還是會有影響因為需要重複寫入映象盤,但仍然,寫入速度還是非常的快。

由於RAID 1+0也透過資料的100%備份提供資料安全保障,因此RAID 0+1的磁碟空間利用率與RAID 1相同,儲存成本高。

RAID 1+0的特點使其特別適用於既有大量資料需要存取,同時又對資料安全性要求嚴格的領域,如銀行、金融、商業超市、倉儲庫房、各種檔案管理等。
    RAID 0+1


RAID 0+1 和RAID1 +0 是很像,它們都是透過磁碟分割和映象來實現目的。他們的區別更加學術化,這裡我們假設他們一樣。

  RAID 0+1和 RAID 1+0所付出的代價是一樣的。

其它RAID級別(2,3,4,6,DP等)
還有一些其它不常見的非標準RAID層級,RAID 2,3,4,6和RAID DP都和RAID5類似,他們都是透過分割和某種奇偶校驗來提供效能上和容錯。這些類似RAID 5的RAID層級的區別僅僅是它們如何寫入奇偶資料。它們之中有些是透過保留一個磁碟來儲存奇偶資料,還有一些是將奇偶資料分佈到多個磁碟當中等等。如果 需要,你可以去做這些研究,但對於我來說,我都稱它們為”RAID 5”

  還有一個值得討論的非標準的RAID級別是RAID DP,DP的是”Dual Parity”的縮寫,這和RAID 5很像但其將奇偶資料寫入兩次,這對於寫入來說代價高昂,寫入代價被提高到了6(每一次IO寫請求需要6 IOPS)

RAID 比較

  選擇合適的RAID層級並不容易,需要考慮多方面因素:成本,效能和容量。
下表總結了每個標準RAID層級的好處和壞處



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