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可能是最簡單的組raid教程

2019-05-07 12:58 作者:ACFUN-AK 0人讀過 | 我要投稿

可能是最簡單的組raid教程

之前我們那個雙筆記本硬盤的RAID移動硬盤盒一直用的還算不錯，這次簡單講下臺式機的操作

簡單來說組RAID你需要懂什么叫RAID，而且至少要準(zhǔn)備倆硬盤才能組RAID

磁盤陣列（Redundant Arrays of Independent Drives，RAID），有“獨立磁盤構(gòu)成的具有冗余能力的陣列”之意。磁盤陣列是由很多塊獨立的磁盤，組合成一個容量巨大的磁盤組，利用個別磁盤提供數(shù)據(jù)所產(chǎn)生加成效果提升整個磁盤系統(tǒng)效能。利用這項技術(shù)，將數(shù)據(jù)切割成許多區(qū)段，分別存放在各個硬盤上。

RAID0

定義：

RAID 0又稱為Stripe或Striping，它代表了所有RAID級別中最高的存儲性能。RAID 0提高存儲性能的原理是把連續(xù)的數(shù)據(jù)分散到多個磁盤上存取，這樣，系統(tǒng)有數(shù)據(jù)請求就可以被多個磁盤并行的執(zhí)行，每個磁盤執(zhí)行屬于它自己的那部分?jǐn)?shù)據(jù)請求。這種數(shù)據(jù)上的并行操作可以充分利用總線的帶寬，顯著提高磁盤整體存取性能。

工作原理：

系統(tǒng)向三個磁盤組成的邏輯硬盤（RAID0 磁盤組）發(fā)出的I/O數(shù)據(jù)請求被轉(zhuǎn)化為3項操作，其中的每一項操作都對應(yīng)于一塊物理硬盤。通過建立RAID 0，原先順序的數(shù)據(jù)請求被分散到所有的三塊硬盤中同時執(zhí)行。從理論上講，三塊硬盤的并行操作使同一時間內(nèi)磁盤讀寫速度提升了3倍。但由于總線帶寬等多種因素的影響，實際的提升速率肯定會低于理論值，但是，大量數(shù)據(jù)并行傳輸與串行傳輸比較，提速效果顯著顯然毋庸置疑。

優(yōu)缺點：

讀寫性能是所有RAID級別中最高的。

RAID 0的缺點是不提供數(shù)據(jù)冗余，因此一旦用戶數(shù)據(jù)損壞，損壞的數(shù)據(jù)將無法得到恢復(fù)。RAID0運行時只要其中任一塊硬盤出現(xiàn)問題就會導(dǎo)致整個數(shù)據(jù)的故障。一般不建議企業(yè)用戶單獨使用。

總結(jié)：

磁盤空間使用率：100%，故成本最低。

讀性能：N*單塊磁盤的讀性能

寫性能：N*單塊磁盤的寫性能

冗余：無，任何一塊磁盤損壞都將導(dǎo)致數(shù)據(jù)不可用。

RAID1

定義：

RAID 1通過磁盤數(shù)據(jù)鏡像實現(xiàn)數(shù)據(jù)冗余，在成對的獨立磁盤上產(chǎn)生互為備份的數(shù)據(jù)。當(dāng)原始數(shù)據(jù)繁忙時，可直接從鏡像拷貝中讀取數(shù)據(jù)，因此RAID 1可以提高讀取性能。RAID 1是磁盤陣列中單位成本最高的，但提供了很高的數(shù)據(jù)安全性和可用性。當(dāng)一個磁盤失效時，系統(tǒng)可以自動切換到鏡像磁盤上讀寫，而不需要重組失效的數(shù)據(jù)。

工作原理：

RAID1是將一個兩塊硬盤所構(gòu)成RAID磁盤陣列，其容量僅等于一塊硬盤的容量，因為另一塊只是當(dāng)作數(shù)據(jù)“鏡像”。RAID1磁盤陣列顯然是最可靠的一種陣列，因為它總是保持一份完整的數(shù)據(jù)備份。它的性能自然沒有RAID0磁盤陣列那樣好，但其數(shù)據(jù)讀取確實較單一硬盤來的快，因為數(shù)據(jù)會從兩塊硬盤中較快的一塊中讀出。RAID1磁盤陣列的寫入速度通常較慢，因為數(shù)據(jù)得分別寫入兩塊硬盤中并做比較。RAID1磁盤陣列一般支持“熱交換”，就是說陣列中硬盤的移除或替換可以在系統(tǒng)運行時進行，無須中斷退出系統(tǒng)。RAID1磁盤陣列是十分安全的，不過也是較貴一種RAID磁盤陣列解決方案，因為兩塊硬盤僅能提供一塊硬盤的容量。RAID1磁盤陣列主要用在數(shù)據(jù)安全性很高，而且要求能夠快速恢復(fù)被破壞的數(shù)據(jù)的場合。

在這里，需要注意的是，讀只能在一塊磁盤上進行，并不會進行并行讀取，性能取決于硬盤中較快的一塊。寫的話通常比單塊磁盤要慢，雖然是并行寫，即對兩塊磁盤的寫入是同時進行的，但因為要比較兩塊硬盤中的數(shù)據(jù)，所以性能比單塊磁盤慢。

優(yōu)缺點：

RAID1通過硬盤數(shù)據(jù)鏡像實現(xiàn)數(shù)據(jù)的冗余，保護數(shù)據(jù)安全，在兩塊盤上產(chǎn)生互為備份的數(shù)據(jù)，當(dāng)原始數(shù)據(jù)繁忙時，可直接從鏡像備份中讀取數(shù)據(jù)，因此RAID1可以提供讀取性能。 RAID1是硬盤中單位成本最高的，但提供了很高的數(shù)據(jù)安全性和可用性，當(dāng)一個硬盤失效時，系統(tǒng)可以自動切換到鏡像硬盤上讀/寫，并且不需要重組失效的數(shù)據(jù)。

總結(jié)：

磁盤空間使用率：50%，故成本最高。

讀性能：只能在一個磁盤上讀取，取決于磁盤中較快的那塊盤

寫性能：兩塊磁盤都要寫入，雖然是并行寫入，但因為要比對，故性能單塊磁盤慢。

冗余：只要系統(tǒng)中任何一對鏡像盤中有一塊磁盤可以使用，甚至可以在一半數(shù)量的硬盤出現(xiàn)問題時系統(tǒng)都可以正常運行。

RAID 5

定義：

RAID 5是RAID 0和RAID 1的折中方案。RAID 5具有和RAID0相近似的數(shù)據(jù)讀取速度，只是多了一個奇偶校驗信息，寫入數(shù)據(jù)的速度比對單個磁盤進行寫入操作稍慢。同時由于多個數(shù)據(jù)對應(yīng)一個奇偶校驗信息，RAID5的磁盤空間利用率要比RAID 1高，存儲成本相對較低，是目前運用較多的一種解決方案。

工作原理：

RAID5把數(shù)據(jù)和相對應(yīng)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(yīng)的數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)，也就是說有相當(dāng)于一塊磁盤容量的空間用于存儲奇偶校驗信息。因此當(dāng)RAID5的一個磁盤發(fā)生損壞后，不會影響數(shù)據(jù)的完整性，從而保證了數(shù)據(jù)安全。當(dāng)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(shù)據(jù)，來保持RAID5的高可靠性。做raid 5陣列所有磁盤容量必須一樣大，當(dāng)容量不同時，會以最小的容量為準(zhǔn)。最好硬盤轉(zhuǎn)速一樣，否則會影響性能，而且可用空間=磁盤數(shù)n-1，Raid 5 沒有獨立的奇偶校驗盤，所有校驗信息分散放在所有磁盤上，只占用一個磁盤的容量。

總結(jié)：

磁盤空間利用率：(N-1)/N，即只浪費一塊磁盤用于奇偶校驗。

讀性能：(n-1)*單塊磁盤的讀性能，接近RAID0的讀性能。

寫性能：比單塊磁盤的寫性能要差（這點不是很明白，不是可以并行寫入么？）

冗余：只允許一塊磁盤損壞。

RAID10

定義：

RAID10也被稱為鏡象陣列條帶。象RAID0一樣，數(shù)據(jù)跨磁盤抽取；象RAID1一樣，每個磁盤都有一個鏡象磁盤, 所以RAID 10的另一種會說法是 RAID 0+1。RAID10提供100%的數(shù)據(jù)冗余，支持更大的卷尺寸，但價格也相對較高。對大多數(shù)只要求具有冗余度而不必考慮價格的應(yīng)用來說，RAID10提供最好的性能。使用RAID10，可以獲得更好的可靠性，因為即使兩個物理驅(qū)動器發(fā)生故障（每個陣列中一個），數(shù)據(jù)仍然可以得到保護。RAID10需要4 + 2*N 個磁盤驅(qū)動器（N >=0)，而且只能使用其中一半(或更小, 如果磁盤大小不一)的磁盤用量, 例如 4 個 250G 的硬盤使用RAID10 陣列，實際容量是 500G。

實現(xiàn)原理：

Raid10其實結(jié)構(gòu)非常簡單，首先創(chuàng)建2個獨立的Raid1，然后將這兩個獨立的Raid1組成一個Raid0，當(dāng)往這個邏輯Raid中寫數(shù)據(jù)時，數(shù)據(jù)被有序的寫入兩個Raid1中。磁盤1和磁盤2組成一個Raid1，磁盤3和磁盤4又組成另外一個Raid1;這兩個Raid1組成了一個新的Raid0。如寫在硬盤1上的數(shù)據(jù)1、3、5、7，寫在硬盤2中則為數(shù)據(jù)1、3、5、7，硬盤中的數(shù)據(jù)為0、2、4、6，硬盤4中的數(shù)據(jù)則為0、2、4、6，因此數(shù)據(jù)在這四個硬盤上組合成Raid10，且具有raid0和raid1兩者的特性。雖然Raid10方案造成了50%的磁盤浪費，但是它提供了200%的速度和單磁盤損壞的數(shù)據(jù)安全性，并且當(dāng)同時損壞的磁盤不在同一Raid1中，就能保證數(shù)據(jù)安全性。假如磁盤中的某一塊盤壞了，整個邏輯磁盤仍能正常工作的。當(dāng)我們需要恢復(fù)RAID10中損壞的磁盤時，只需要更換新的硬盤，按照RAID10的工作原理來進行數(shù)據(jù)恢復(fù)，恢復(fù)數(shù)據(jù)過程中系統(tǒng)仍能正常工作。原先的數(shù)據(jù)會同步恢復(fù)到更換的硬盤中。

總結(jié)：

磁盤空間利用率：50%。

讀性能：N/2*單塊硬盤的讀性能

寫性能：N/2*單塊硬盤的寫性能

冗余：只要一對鏡像盤中有一塊磁盤可以使用就沒問題。

參考：

百度百科

http://blog.chinaunix.net/uid-639516-id-2692517.html

http://www.h3c.com.cn/Solution/Multimedia_Communicate/Video_Surveillance_Storage/What_Do_I_Need/Bookmark/200909/646074_30004_0.htm