Linux中RAID详解

RAID简介

Linux中RAID详解

 

        单个硬盘使用很大的问题是:数据存储在单个硬盘上,有可能频繁的读写导致这个硬盘坏了,生产中,这种情况损失很大。因此,我们需要有一种手段来实现这种容错功能。所以RAID出现了,RAID叫做廉价的磁盘冗余阵列:多个磁盘合成一个阵列来提供更好的性能、冗余,或者两者都能提供!

下面我们来看看生活生产中常用的几种RAID合集!

 

1、RAID-0 (如下图所示)

优点:RAID-0代表了所有RAID级别中最高的存储性能。它提高存储性能的原理是把连续的数据分散到多个磁盘上存取,这样,系统有数据请求就可以被多个磁盘并行的执行,每个磁盘执行属于它自己的那部分数据请求。这种数据上的并行操作可以充分利用总线的带宽,显著提高磁盘整体存取性能。

缺点:RAID-0的缺点是不提供数据冗余,因此一旦用户数据损坏,损坏的数据将无法得到恢复。

总结:RAID-0具有的特点,使其特别适用于对性能要求较高,而对数据安全不太在乎的领域,如图形工作站等。对于个人用户,RAID-0也是提高硬盘存储性能的绝佳选择。

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2、RAID-1 (如下图所示)

优点:RAID-1又称为Mirror或Mirroring(镜像),它的宗旨是最大限度的保证用户数据的可用性和可修复性。 RAID-1的操作方式是把用户写入硬盘的数据百分之百地自动复制到另外一个硬盘上。由于对存储的数据进行百分之百的备份,在所有RAID级别中,RAID-1提供最高的数据安全保障。

缺点:备份数据占了总存储空间的一半,因而Mirror(镜像)的磁盘空间利用率低,存储成本高

总结:Mirror虽不能提高存储性能,但由于其具有的高数据安全性,使其尤其适用于存放重要数据,如服务器和数据库存储等领域。

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3、RAID-5 (如下图所示)

优点:RAID-5 是一种存储性能、数据安全和存储成本兼顾的存储解决方案。它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RAID-5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RAID-5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。

缺点:数据安全保障程度要比Mirror(RAID-1)低,写入数据的速度比对单个磁盘进行写入操作稍慢。

总结:RAID-5可以理解为是RAID-0和RAID-1的折衷方案。如果可用性、成本和性能都同样重要,则根据一般的数据传输和硬盘的数量选择RAID-5。

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4、RAID-10 (如下图所示)

优点:RAID-10是一个RAID-1与RAID-0的组合体,它是利用奇偶校验实现条带集镜像,所以它继承了RAID-0的快速和RAID-1的安全。基础4盘的情况下,RAID-10允许最多2块盘故障,随着硬盘数量的增多,容错量也会相对应提升。这是RAID-5无法做到的。

缺点:对盘的数量要求稍高,磁盘使用率为总物理存储量的一半。价格相对较高。

总结:RAID-10以RAID-0为执行阵列,以RAID-1为数据保护阵列,它具有与RAID-1一样的容错能力,由于使用RAID-0作为执行等级,因此具有较高的I/O宽带,对于那些想在RAID-1基础上大幅提高性能的用户,它是一个完美的解决方案。RAID-10适用于数据库存储服务器等需要高性能、高容错但对容量要求不大的场合。

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5、RAID-50 (如下图所示)

优点:RAID-50是RAID-5与RAID-0的结合。每个RAID-5子磁盘组要求三个硬盘。RAID-50具备更高的容错能力,因为它允许某个组内有一个磁盘出现故障,而不会造成数据丢失。

缺点:磁盘故障会影响吞吐量。故障后重建信息的时间比镜像配置情况下要长

总结:RAID-50最少需要6个驱动器,它最适合需要高可靠性存储、高读取速度、高数据传输性能的应用。这些应用包括事务处理和有许多用户存取小文件的办公应用程序。

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6、JBOD (如下图所示)

优点:JBOD与RAID阵列相比较的优势在于它的低成本,可以将多个磁盘合并到共享电源和风扇的盒子里。市场上常见的JBOD经常安装在19英寸的机柜中,因此提供了一种经济的节省空间的配置存储方式。随着更高容量的磁盘驱动器投入市场,采用具有几个TB的磁盘建立JBOD配置成为可能。

缺点:在JBOD的使用过程中,最主要的问题是JBOD在单独的磁盘出现故障的恢复能力,如果没有恰当的迂回能力,那么一个驱动器的故障就可能导致整个JBOD的失效

总结:由于JBOD一般在使用中都包含多个磁盘,因此总的存储容量十分巨大,而如果一个磁盘的故障就会造成整个设备中的故障,势必对系统是一个巨大风险。其中的一个解决办法是软件RAID。从主机端来看,采用软件RAID和JBOD的结合与硬件RAID在逻辑上没有任何区别,只是软件RAID会消耗一部分主机资源,而且与硬件RAID相比,无法到达高性能系统的苛刻要求。

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