磁盘阵列各种RAID基本知识磁盘使用率.docx

1、磁盘阵列各种RAID基本知识磁盘使用率磁盘阵列RAID原理、种类及性能优缺点对比磁盘阵列（Redundant Arrays of Independent Disks , RAID ）1.存储的数据一定分片；2.分基于软件的软 RAID （如mdadm ）和基于硬件的硬 RAID （如RAID 卡）；3.RAID卡如同网卡一样有集成板载的也有独立的（PCI-e），般独立RAID卡 性能相对较好，淘宝一搜便可看到他们的原形；4.现在基本上服务器都原生硬件支持几种常用的 RAID;5.当然还有更加高大上的专用于存储的磁盘阵列柜产品，有专用存储技术，规 格有如12/24/48盘一柜等，盘可选机械/固态

2、，3.5/2.5寸等。级别特征原理单元冗余性能利用率最多坏用途缺陷RAIDO条带分片分散存入2块硬盘2否读写速度2倍100%0/2SWAP/TMP不冗余，数据难恢复RAID1镜像相同数据存入2块硬盘2是写速度不变读速度2倍50%1/2数据备份读写速度没加，利用率低RAID4校验分片分散存入2块硬盘校验码存入第3块硬盘3是读写速度2倍2/3=66%1/3用的很少1.坏盘时另外2块需要重新计算还原坏盘数据2.校验码盘压力大成为瓶颈RAID5校验分片和校验码混合存储3是读写速度2倍2/3=66%1/3用的不多坏盘时另外2块需要重新计算还原坏盘数据分片盘校验码盘分别2是读写速度2倍个2/4“部队中有一

3、半是搞后勤的，感RAID6校验数据分片校验码计算242/41 2用的很少觉还是不太爽。”次2块硬盘1组先做是读写速度N倍RAID11+0RAID14N为组数2/42/4用的最多0多组RAID1再做1 2RAID0RAID505+03块硬盘1组先做RAID5多组再做RAID06是读写数读2N倍N为组数4/62/61 3土豪用的好疋好，就疋贵！近来想建立一个私有云系统，涉及到安装使用一台网络存储服务器。对于服 务器中硬盘的连接，选用哪种 RAID模式能准确满足需求收集了资料，简单整 理后记录如下：一、RAID模式优缺点的简要介绍目前被运用较多的RAID模式其优缺点大致是这样的：1、 RAID0 模

4、式优点：在RAID 0状态下，存储数据被分割成两部分，分别存储在两块硬盘 上，此时移动硬盘的理论存储速度是单块硬盘的 2倍，实际容量等于两块硬盘中较小一块硬盘的容量的2倍。缺点：任何一块硬盘发生故障，整个 RAID上的数据将不可恢复。备注：存储高清电影比较适合。2、 RAID1 模式优点：此模式下，两块硬盘互为镜像。当一个硬盘受损时，换上一块全新硬 盘（大于或等于原硬盘容量）替代原硬盘即可自动恢复资料和继续使用，移动硬 盘的实际容量等于较小一块硬盘的容量，存储速度与单块硬盘相同。 RAID 1的优势在于任何一块硬盘出现故障是，所存储的数据都不会丢失。缺点：该模式可使用的硬盘实际容量比较小，仅仅

5、为两颗硬盘中最小硬盘的 容量。备注：非常重要的资料，如数据库，个人资料，是万无一失的存储方案。3、RAID 0+1 模式RAID 0+1是磁盘分段及镜像的结合，采用 2组RAID0的磁盘阵列互为镜 像，它们之间又成为一个 RAID1的阵列。硬盘使用率只有50%，但是提供最 佳的速度及可靠度。4、 RAID 3 模式RAID3是把数据分成多个“块”，按照一定的容错算法，存放在 N+1个硬 盘上，实际数据占用的有效空间为 N个硬盘的空间总和，而第 N+1个硬盘存 储的数据是校验容错信息，当这 N+1个硬盘中的其中一个硬盘出现故障时， 从其它N个硬盘中的数据也可以恢复原始数据。5、 RAID 5 模

6、式RAID5不对存储的数据进行备份，而是把数据和相对应的奇偶校验信息存储 到组成RAID5的各个磁盘上，并且奇偶校验信息和相对应的数据分别存储于不 同的磁盘上。当RAID5的一个磁盘数据发生损坏后，利用剩下的数据和相应的 奇偶校验信息去恢复被损坏的数据。6、 RAID 10 模式RAID10最少需要4块硬盘才能完成。把2块硬盘组成一个RAID1，然后两 组RAID1组成一个RAID0。虽然RAID10方案造成了 50%的磁盘浪费，但是 它提供了 200%的速度和单磁盘损坏的数据安全性。、另外三种硬件快速硬件设置模式简介在收集资料时看到有的硬件设备提供快速磁盘模式设置，也很方便大家的使 用，具体

7、情况如下：1、 Clone 模式克隆模式，磁盘全部数据一样，以最小硬盘的为准。2、 Large 模式硬盘容量简单相加，将几个硬盘变成一个硬盘，容量为几个硬盘容量之和， 此模式下可以获得最大的硬盘空间。3、 Normal 模式硬盘分别处于正常、独立的状态，可以分别独立的写入或读取资料，能使用 的实际容量分别为4个硬盘的容量。如果其中一个硬盘受损，其他几个硬盘不 会受影响。三、RAID使用简明注意事项使用前请先备份硬盘的资料，一旦进行 RAID设定或是变更RAID模式, 将会清除硬盘里的所有资料，以及无法恢复；建立RAID时，建议使用相同品牌、型号和容量的硬盘，以确保性能和稳 疋；请勿随意更换或取

8、出硬盘，如果取出了硬盘，请记下硬盘放入两个仓位的 顺序不得更改，以及请勿只插入某一块硬盘使用，以避免造成资料损坏或丢 失;如果旧硬盘曾经在RAID模式下使用，请先进清除硬盘 RAID信息，让硬 盘回复至出厂状态，以免 RAID建立失败；RAID0模式下，其中一个硬盘损坏时，其它硬盘所有资料都将丢失；RAID1模式下，如果某一块硬盘受损，可以用一块大于或等于受损硬盘容量的新硬盘替换坏硬盘然后开机即可自动恢复和修复资料以及 RAID模式。此过程需要一定时间，请耐心等待四、细数RAID模式1、 概念磁盘阵列(Redundant Arrays of Inexpensive Disks ，RAID)，有

9、“价格便宜且多余的磁盘阵列”之意。原理是利用数组方式来作磁盘组，配合数据分 散排列的设计，提升数据的安全性。磁盘阵列是由很多便宜、容量较小、稳定 性较高、速度较慢磁盘，组合成一个大型的磁盘组，利用个别磁盘提供数据所 产生加成效果提升整个磁盘系统效能。同时利用这项技术，将数据切割成许多 区段，分别存放在各个硬盘上。磁盘阵列还能利用同位检查( Parity Check )的观念，在数组中任一颗硬盘故障时，仍可读出数据，在数据重构时，将数据 经计算后重新置入新硬盘中。2、 规范RAID技术主要包含RAID 0RAID 50等数个规范，它们的侧重点各不相同，常见的规范有如下几种:RAID 0uimq

10、口 mRAID 0 : RAID 0连续以位或字节为单位分割数据，并行读/写于多个磁盘 上，因此具有很高的数据传输率，但它没有数据冗余，因此并不能算是真正的 RAID结构。RAID 0只是单纯地提高性能，并没有为数据的可靠性提供保证， 而且其中的一个磁盘失效将影响到所有数据。因此， RAID 0不能应用于数据安 全性要求高的场合。RAID Irmgt haRAID 1 :它是通过磁盘数据镜像实现数据冗余，在成对的独立磁盘上产生 互为备份的数据。当原始数据繁忙时，可直接从镜像拷贝中读取数据，因此 RAID 1可以提高读取性能。RAID 1是磁盘阵列中单位成本最高的，但提供了 很高的数据安全性和可

11、用性。当一个磁盘失效时，系统可以自动切换到镜像磁 盘上读写，而不需要重组失效的数据HAftU tRAID 0+1 :也被称为RAID 10标准，实际是将 RAID 0和RAID 1标准结 合的产物，在连续地以位或字节为单位分割数据并且并行读 /写多个磁盘的同时，为每一块磁盘作磁盘镜像进行冗余。它的优点是同时拥有 RAID 0的超凡速度和RAID 1的数据高可靠性，但是CPU占用率同样也更高，而且磁盘的利 用率比较低。RAID 2 :将数据条块化地分布于不同的硬盘上，条块单位为位或字节，并 使用称为“加重平均纠错码（海明码）”的编码技术来提供错误检查及恢复。 这种编码技术需要多个磁盘存放检查及恢

12、复信息，使得 RAID 2技术实施更复杂，因此在商业环境中很少使用。RAID 3 :它同RAID 2非常类似，都是将数据条块化分布于不同的硬盘上，区别在于RAID 3使用简单的奇偶校验，并用单块磁盘存放奇偶校验信息。如果一块磁盘失效，奇偶盘及其他数据盘可以重RAID 3新产生数据；如果奇偶盘失效则不影响数据使用。 RAID 3对于大量的连续数据可提供很好的传输率，但对于随机数据来说，奇偶盘会成为写操作的瓶颈。RAID 4 : RAID 4同样也将数据条块化并分布于不同的磁盘上，但条块单 位为块或记录。RAID 4使用一块磁盘作为奇偶校验盘，每次写操作都需要访问 奇偶盘，这时奇偶校验盘会成为写操

13、作的瓶颈，因此 RAID 4在商业环境中也很少使用。RAID 5RAID 5 : RAID 5不单独指定的奇偶盘，而是在所有磁盘上交叉地存取数据及奇偶校验信息。在 RAID 5上，读/写指针可同时对阵列设备进行操作，提供了更高的数据流量。RAID 5更适合于小数据块和随机读写的数据。 RAID 3与RAID 5相比，最主要的区别在于 RAID 3每进行一次数据传输就需涉及到所 有的阵列盘；而对于RAID 5来说，大部分数据传输只对一块磁盘操作，并可 进行并行操作。在RAID 5中有“写损失”，即每一次写操作将产生四个实际 的读/写操作，其中两次读旧的数据及奇偶信息，两次写新的数据及奇偶信息。R

14、AID 6 :与RAID 5相比，RAID 6增加了第二个独立的奇偶校验信息块。两个独立的奇偶系统使用不同的算法，数据的可靠性非常高，即使两块磁 盘同时失效也不会影响数据的使用。但 RAID 6需要分配给奇偶校验信息更大的磁盘空间，相对于RAID 5有更大的“写损失”，因此“写性能”非常差。 较差的性能和复杂的实施方式使得 RAID 6很少得到实际应用。RAID 7 :这是一种新的RAID标准，其自身带有智能化实时操作系统和用 于存储管理的软件工具，可完全独立于主机运行，不占用主机 CPU资源。RAID 7可以看作是一种存储计算机(Storage Computer )，它与其他RAID 标准有明显区别。除了以上的各种标准(如表 1)，我们可以如RAID 0+1那 样结合多种RAID规范来构筑所需的RAID阵列，例如RAID 5+3 ( RAID 53)就是一种应用较为广泛的阵列形式。用户一般可以通过灵活配置磁盘阵列来获 得更加符合其要求的磁盘存储系统。RAID 5E (RAID 5 Enhencement): RAID 5E 是在 RAID 5 级别基础上的改进，与RAID 5类似，数据的校验信息均匀分布在各硬盘上，但是，在每个硬 盘上都保