谈磁盘列阵 raid0 raid1 raid3 raid5 raid10简介及区别
RAID簡介
隨著服務器在企業的應用越來越廣泛,數據安全,數據存儲,數據恢復,存儲速度等方面對企業用戶來說越來越重要,而RAID卡在此過程中起著至關重要的作用,RAID卡本身的性能和特點往往會被一些用戶忽視,而服務器廠商為節約成本也會搭配一些比較初級甚至一些小品牌的RAID卡產品,在使用過程中出現問題時用戶也只是把關注點放在硬盤上。今天我們服務器頻道將對主流一些品牌的SAS接口的RAID卡進行詳細介紹。
RAID(獨立冗余磁盤陣列)是一種把多塊獨立的硬盤(物理硬盤)按不同的方式組合起來形成一個硬盤組(邏輯硬盤),從而提供比單個硬盤更高的存儲性能與數據備份能力的技術。
RAID特色是N塊硬盤同時讀取速度加快及提供容錯性。冗余磁盤陣列技術誕生于1987年,由美國加州大學伯克利分校提出。根據磁盤陳列的不同組合方式,可以將RAID分為不同級別。級別并不代表技術高低,選擇哪一種RAID level的產品純視用戶的操作環境及應用而定,與級別高低沒有必然關系。
RAID結構圖
RAID擴大了存儲能力可由多個硬盤組成容量巨大的存儲空間,并且降低了單位容量的成本,市場上最大容量的硬盤每兆容量的價格要大大高于普及型硬盤,因此采用多個普及型硬盤組成的陣列其單位價格要低得多。提高了存儲速度單個硬盤速度的提高均受到各個時期的技術條件限制,要更進一步往往是很困難的,而使用RAID,則可以讓多個硬盤同時分攤數據的讀或寫操作,因此整體速度有成倍地提高。
可靠性方面,RAID系統可以使用兩組硬盤同步完成鏡像存儲,這種安全措施對于網絡服務器來說是最重要不過的了。 RAID控制器的一個關鍵功能就是容錯處理。容錯陣列中如有單塊硬盤出錯,不會影響到整體的繼續使用,高級RAID控制器還具有拯救數據功能。對于IDE RAID來說,目前還有一個功能就是支持ATA/66/100。RAID也分為SCSI RAID和IDE RAID兩類,當然IDE RAID要廉價得多。如果主機主板不支持ATA/66/100硬盤,通過RAID卡,則能夠使用上新硬盤的ATA/66/100功能。
RAID分類
RAID 分類
通常我們有5種常見的RAID級別,這些級別不是刻意分出來的,而是按功能分的。不同的RAID級別提供不同的性能,數據的有效性和完整性取決于特定的I/O環境。沒有任何一種RAID級別可以完美的適合任何用戶。
RAID 0:
RAID 0
RAID 0 將數據分條,存儲到多個磁盤中,不帶任何冗余信息。數據被分割成塊,繼續分布到磁盤中。這一級別也被認為是純粹的數據分條。創建RAID 0 需要一個或多個磁盤。也就是說,單獨的一個磁盤可以被認為是一個RAID 0 陣列。在所有的級別中,RAID 0的速度是最快的。但是RAID 0沒有冗余功能的,如果一個磁盤(物理)損壞,則所有的數據都無法使用。
RAID 1 :
RAID 1
RAID 1至少要有兩個(只有兩個)硬盤才能組成,因此也稱為鏡像(Mirroring)方式。所謂鏡像就是每兩個硬盤的內容一模一樣,但是對操作系統而言只呈現一個硬盤,以便于管理。由此可見,RAID 1對數據進行了完全的備份,其可靠性是最高的。當然,其數據的寫入時間可能會稍長一點,但因為兩個鏡象硬盤可以同時讀取數據,故讀數據與RAID 0一樣。
磁盤陣列的總容量為其中N/2塊硬盤的容量在RAID 級別中,RAID 1通過數據鏡像提供了最高的信息可用性。鏡像硬盤相當于一個備份盤,可想而知,這種硬盤模式的安全性是非常高的,RAID 1的數據安全性在所有的RAID級別上來說是最好的。但是其磁盤的利用率卻只有50%,是所有RAID級別中最低的。
RAID 3:
RAID 3
RAID 3 是最常使用的硬盤陣列技術。RAID 3至少需要3個硬盤。RAID 3的總容量為各個硬盤容量之和減去一塊硬盤的容量。
應用此技術,數據被分條存儲在多個磁盤內。另外,會產生奇偶校驗,并一并存儲在磁盤內.使用RAID 3,數據知識塊會比平均I/O大小來的小的多,同時磁盤主軸會被同步,以便提高數據傳送的帶寬。由于使用奇偶校驗,RAID 3的數據條帶可以抵抗其中的一個磁盤出錯而不丟失任何信息。RAID 3對于大量的連續數據可提供很好的傳輸率,但對于隨機數據,奇偶盤會成為寫操作的瓶頸。利用單獨的校驗盤來保護數據雖然沒有鏡像的安全性高,但是硬盤利用率得到了很大的提高,為(n-1)/n。
RAID 5:
RAID 5
RAID 5 和RAID 3極為相似,都是數據分條,奇偶校驗產生冗余。但是,它不采用一個固定的硬盤來存儲奇偶校驗值,所有數據和校驗值都分布在所有硬盤上。RAID5最大的好處是在一塊盤掉線的情況下,RAID照常工作,相對于RAID0必須每一塊盤都正常才可以正常工作的狀況容錯性能好多了。因此RAID5是RAID級別中最常見的一個類型。
RAID 10:
RAID 10
RAID 10的容錯功能和RAID 1相同,分條使用RAID 1 段得到較高的I/O率。RAID 10巧妙的利用了RAID 0的速度以及RAID 1的保護兩種特性,不過它的缺點是需要的硬盤數較多,因為至少必須擁有四個以上的偶數硬盤才能使用。
主流RAID卡的生產廠商
目前主流的生產商有Adaptec、LSI Logic、HighPoint、Promise、歐迅特,另外IBM、HP也有自己的產品不過并沒有針對零售市場。
RAID0,RAID1,RAID10,RAID5各需幾塊盤才可組建
RAID 0
RAID 0即Data Stripping(數據分條技術)。整個邏輯盤的數據是被分條(stripped)分布在多個物理磁盤上,可以并行讀/寫,提供最快的速度,但沒有冗余能力。要求至少兩個磁盤。我們通過RAID 0可以獲得更大的單個邏輯盤的容量,且通過對多個磁盤的同時讀取獲得更高的存取速度。RAID 0首先考慮的是磁盤的速度和容量,忽略了安全,只要其中一個磁盤出了問題,那么整個陣列的數據都會不保了。
問:RAID0至少幾塊盤? ?答:RAID0最少要兩塊硬盤才能實現。
RAID 1
RAID 1,又稱鏡像方式,也就是數據的冗余。在整個鏡像過程中,只有一半的磁盤容量是有效的(另一半磁盤容量用來存放同樣的數據)。同RAID 0相比,RAID 1首先考慮的是安全性,容量減半、速度不變。
問:RAID1至少幾塊盤? ?答:RAID1最少要兩塊硬盤才能實現。
RAID 0+1 ?為了達到既高速又安全,出現了RAID 10(或者叫RAID 0+1),可以把RAID 10簡單地理解成由多個磁盤組成的RAID 0陣列再進行鏡像。
問:RAID0+1至少幾塊硬盤才能實現。 答:RAID0+1至少需要4塊盤。
RAID 3和RAID 5
RAID 3和RAID 5都是校驗方式。RAID 3的工作方式是用一塊磁盤存放校驗數據。由于任何數據的改變都要修改相應的數據校驗信息,存放數據的磁盤有好幾個且并行工作,而存放校驗數據的磁盤只有一個,這就帶來了校驗數據存放時的瓶頸。RAID 5的工作方式是將各個磁盤生成的數據校驗切成塊,分別存放到組成陣列的各個磁盤中去,這樣就緩解了校驗數據存放時所產生的瓶頸問題,但是分割數據及控制存放都要付出速度上的代價。
常見的問題
問:RAID5需要幾塊硬盤?為什么損失一個盤的容量?
答:至少3塊 ?RAID5把數據和相對應的奇偶校驗信息存儲到組成RAID5的各個磁盤上,并且奇偶校驗信息和相對應的數據分別存儲于不同的磁盤上,其中任意N-1塊磁盤上都存儲完整的數據,也就是說有相當于一塊磁盤容量的空間用于存儲奇偶校驗信息。因此當RAID5的一個磁盤發生損壞后,不會影響數據的完整性,從而保證了數據安全。當損壞的磁盤被替換后,RAID還會自動利用剩下奇偶校驗信息去重建此磁盤上的數據,來保持RAID5的高可靠性。
選購注意事項
RAID的選購注意事項:
我們在選購的時候既要注意公司升級需求,也要考慮產品價格,具體選擇哪家的產品要看用戶的實際應用、價格和售后等方面的考慮。
總結
以上是生活随笔為你收集整理的谈磁盘列阵 raid0 raid1 raid3 raid5 raid10简介及区别的全部內容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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