一、概況
Raid(Redundant Array of Indepent Disk 獨立冗餘磁碟陣列)技術是加州大學伯克利分校1987年提出,最初是為了組合小的廉價磁碟來代替大的昂貴磁碟,同時希望磁碟失效時不會對資料的訪問造成影響而開發的資料保護技。raid就是由多塊磁碟構成的冗餘陣列,在作業系統下是作為一個獨立的大型儲存裝置出現的。它可以充分發揮出多塊硬碟的優勢,可以提升硬碟的讀寫速度,提高硬碟的利用率,日工容錯功能確保資料的安全性,易於管理等優點。在任何一塊硬碟出現問題的情況下都可以繼續工作,不受損壞硬碟的影響。其中raid有多種磁碟陣列組合,常用的有raid0、raid1、raid5和raid10,每種磁碟陣列都有它的優勢。
二、raid的區別
1、Raid0
Raid0技術是把多塊(至少兩塊)物理硬碟透過工具綁在一起,組成一個大的虛擬儲存裝置,並將資料分成幾塊分別依次寫入到各個物理硬碟中。這樣,在理想的情況下,硬碟的讀寫效能將會提高數倍,但是raid0也有侷限性,提高讀寫速率的同時,如果任意中的一塊硬碟發生故障,將會導致整個系統的資料都受到破壞。如圖1所示,資料被分成多段分別寫入到不同的硬碟中,即資料分別儲存到disk1和disk2中,最終實現提升讀取、寫入的速度。
2、Raid1
如果生產環境對硬碟設別的讀寫速度沒有要求,而是要求增加資料的安全性,這時候就要用到Raid1技術。
Raid1技術是把兩塊(多塊)物理磁碟裝置進行繫結,在寫入資料時,是將資料同時寫入到多塊硬碟裝置上(這裡可以看作資料的備份或者時映象)。當其中一塊硬碟發生故障時,不會損壞資料,而是立即自動以熱交換的方式來恢復資料的正常使用。Raid1技術雖然保證了資料的安全性,但是也有不足的地方,因為在多塊裝置中寫入了相同的資料,因此硬碟的利用率下降了一半。從理論上講,如圖2所示的硬碟空間的真實可用率為50%;由三塊硬碟組成的Raid1磁碟陣列的可用率為33%左右,以此類推。由於需要把資料同時寫入到兩塊以上的硬碟裝置,這無疑也在一定程度上增大了計算功能的負載。
3、Raid5
Raid5技術是把硬碟裝置的資料奇偶校驗資訊儲存到其他硬碟裝置中。raid5磁碟陣列組中資料的奇偶校驗資訊並不是單獨儲存到某一個磁碟裝置中,而是儲存到除自身以外的其他每一塊對應裝置上,這樣的好處是其中任何一個裝置損壞後不至於出現致命缺陷。如圖3“parity”部分存放的就是資料的奇偶校驗資訊,換句話說,Raid5技術實際上沒有備份磁碟中的真實資料,而是當硬碟裝置出現問題後,透過奇偶校驗技術來嘗試重建損壞的資料。Raid5這樣的技術特性 “妥協”的兼顧了硬碟裝置的讀寫速度、資料安全性與儲存成本問題。
4、Raid10
鑑於Raid5技術是因為磁碟裝置的成本問題,對讀寫速度和資料的安全效能而又一定的妥協,但是在企業裡更在乎的還是資料本身的價值而非硬碟的價格,因此在生產環境中推薦使用raid10技術。
Raid10是Raid1和Raid0的組合體,如圖4所示,Raid10技術至少需要4塊硬碟來組建,其中先分別兩兩製成Raid1磁碟陣列,以保證資料的安全性。然後再對兩個Raid1磁碟按陣列實施Raid0技術,進一步提高硬碟裝置的讀寫速度。這樣從理論上講,只要壞的不是同一組中的所有磁碟,那麼最多可以損壞50%的硬碟裝置而不丟失資料。由於Raid10技術擊繼承了Raid0的高速寫速度和Raid1的資料安全性,在不考慮成本的情況下Raid10的效能都超過了Raid5,因此當前成為廣泛使用的一種儲存技術。