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RAID(独立磁盘冗余阵列)

开发技术 开发技术 2022-10-22 次浏览

RAID(独立磁盘冗余阵列)

一、RAID的介绍

独立硬盘冗余阵列,旧称廉价磁盘冗余阵列(RAID, Redundant Array of Inexpensive Disks),简称磁盘阵列。利用虚拟化存储技术把多个硬盘组合起来,成为一个或多个硬盘阵列组,目的为提升性能或减少冗余,或是两者同时提升。

简单来说,RAID把多个硬盘组合成为一个逻辑硬盘,因此,操作系统只会把它当作一个实体硬盘

1-1 RAID存储方式

分块:将一个分区分成多个大小相等的、地址相邻的块,它是组成条带的元素

条带:同一磁盘阵列中的多个磁盘驱动器上的相同“位置”(或者说相同编号)的分块

1-2 RAID逻辑卷

我们常常将一块硬盘分成两个C盘D盘(windows系统),这里的C盘D盘就是逻辑卷,此处反过来,将多块硬盘虚拟成一块逻辑盘。

RAID(独立磁盘冗余阵列)

二、RAID的分类

2-1 RAID 0

没有容错设计的条带硬盘阵列,以条带形式将RAID组的数据均匀分布在各个硬盘中。

优点:追求最大容量(将多个物理硬盘虚拟成一个逻辑磁盘)、读写速度,实现成本低。

缺点:RAID 0没有提供冗余或错误修复能力

RAID(独立磁盘冗余阵列)

2-2 RAID 1

RAID 1又称磁盘镜像,数据同时一致写到主硬盘和镜像硬盘。所以磁盘利用率只有50%。只要系统中任何一对镜像盘中至少有一块磁盘可以使用,甚至可以在一半数量的硬盘出现问题时系统都可以正常运行,当一块硬盘失效时,系统会忽略该硬盘,转而使用剩余的镜像盘读写数据,具备很好的磁盘冗余能力

优点:追求最大安全性

缺点:磁盘利用率低,成本高

RAID(独立磁盘冗余阵列)

2-3 RAID 3

带有校验的并行数据传输阵列,数据条带化分布在数据盘中,同时使用专用校验硬盘存放校验数据

注意:有效容量 RAID 3=(N-1)*单块硬盘大小,其中N为硬盘总数量。

RAID(独立磁盘冗余阵列)

2-4 RAID 5

与RAID 3机制类似,但校验数据均匀分布在各数据硬盘上RAID成员硬盘上同时保存数据和校验信息,数据块和对应的校验信息保存在不同硬盘上。RAID 5是最常用的RAID方式之一

RAID5的读出效率很高,写入效率一般,块式的集体访问效率不错。因为奇偶校验码在不同的磁盘上,所以提高了可靠性。但是它对数据传输的并行性解决不好,而且控制器的设计也相当困难。

注意:有效容量 RAID 5=(N-1)*单块盘大小,其中N为硬盘总数

组建RAID 5最少3块盘,允许坏一块盘

RAID(独立磁盘冗余阵列)

2-5 RAID 6

RAID 6技术是在RAID 5基础上,为了进一步加强数据保护而设计的一种RAID方式,实际上是一种扩展RAID 5等级。校验盘分为:横向校验盘和斜向校验盘

优点:快速的读取性能,更高的容错能力

缺点:很慢的写入速度,RAID控制器在设计上更加复杂,成本更高

RAID(独立磁盘冗余阵列)

2-6 RAID 10

将镜像和条带进行两级组合的RAID级别,第一级是RAID 1,第二级为RAID 0

RAID 10也是一种应用广泛的RAID级别,磁盘利用率50%

优点:同时拥有RAID 0的超凡速度和RAID 1的数据高可靠性

缺点:CPU占用率高,而且磁盘的利用率比较低,这种新结构的可扩充性不好,成本高

RAID(独立磁盘冗余阵列)

2-7 RAID比较

RAID(独立磁盘冗余阵列)

RAID(独立磁盘冗余阵列)

三、RAID2.0

后续补上...

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