raid 磁盘阵列

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什么是raid

RAID ( Redundant Array of Independent Disks )即独立磁盘冗余阵列,简称为「磁盘阵列」,其实就是用多个独立的磁盘组成在一起形成一个大的磁盘系统,从而实现比单块磁盘更好的存储性能和更高的可靠性。

常见的raid

RAID方案常见的可以分为:

RAID0、RAID1、RAID5、RAID6、RAID1+0

raid0

将多块磁盘组合在一起形成一个大容量的存储。当我们要写数据的时候,会将数据分为N份,以独立的方式实现N块磁盘的读写,那么这N份数据会同时并发的写到磁盘中,因此执行性能非常的高

它并不提供数据校验或冗余备份,因此一旦某块磁盘损坏了,数据就直接丢失,无法恢复了。因此RAID0就不可能用于高要求的业务中,但可以用在对可靠性要求不高,对读写性能要求高的场景中

  • 可用容量:组成 RAID 0 所有硬盘容量的总和

  • 优点:

  • 提高读写速度,对硬盘的总容量没有损失。

  • 处理大文件很快。

  • 缺点:

  • 一旦阵列中某块硬盘损坏了,所有数据将不可恢复。

raid1

给数据做了一个冗余备份。这样的话,任何一块磁盘损坏了,都可以再基于另外一块磁盘去恢复数据,数据的可靠性非常强,但性能就没那么好了

缺点:RAID1 是磁盘阵列中单位成本最高的一种方式。因为它的原理是在往磁盘写数据的时候,将同一份数据无差别的写两份到磁盘,分别写到工作磁盘和镜像磁盘,那么它的实际空间使用率只有50%了,两块磁盘当做一块用

  • 可用容量:不超过较小的那边硬盘的容量总和。

  • 优点:

  • 读取性能翻倍。

  • 提供数据冗余,如果其中一块数据丢失,可以通过另一块还原。

  • 缺点:

  • 磁盘的利用率低,成本高

raid5

RAID3的方式是:将数据按照RAID0的形式,分成多份同时写入多块磁盘,但是还会另外再留出一块磁盘用于写「奇偶校验码」。例如总共有N块磁盘,那么就会让其中额度N-1块用来并发的写数据,第N块磁盘用记录校验码数据。一旦某一块磁盘坏掉了,就可以利用其它的N-1块磁盘去恢复数据。但是由于第N块磁盘是校验码磁盘,因此有任何数据的写入都会要去更新这块磁盘,导致这块磁盘的读写是最频繁的,也就非常的容易损坏

RAID5模式中,不再需要用单独的磁盘写校验码了。它把校验码信息分布到各个磁盘上。例如,总共有N块磁盘,那么会将要写入的数据分成N份,并发的写入到N块磁盘中,同时还将数据的校验码信息也写入到这N块磁盘中(数据与对应的校验码信息必须得分开存储在不同的磁盘上)。一旦某一块磁盘损坏了,就可以用剩下的数据和对应的奇偶校验码信息去恢复损坏的数据

  • 优点:

  • 读写性能高。

  • 有校验机制。

  • 空间利用率高。

  • 缺点:

  • 组成 RAID 5 的磁盘越多,安全性能越差,容易丢失数据。连续两块硬盘损坏,数据就找不回来了。

raid6

原理:与 RAID 5 相比,RAID 6 增加了第二个独立的奇偶校验信息块,双重奇偶校验,在 RAID 6 中,数据会在所有磁盘(最少四个)间进行分条,并且每个数据块的两个奇偶校验块(如下图中的 p 和 q)写入到同一条带上。如果一个物理磁盘出现故障,该磁盘上的数据可以重建到更换磁盘上。这种 RAID 模式最多允许两个磁盘出故障而不丢失数据,而且它能更快地重建故障磁盘上的数据

  • 优点:

  • 读取性能好。

  • 有奇偶校验机制。

  • 缺点:

  • 成本高,写入性能差。

raid1+0

RAID10兼备了RAID1和RAID0的有优点。首先基于RAID1模式将磁盘分为2份,当要写入数据的时候,将所有的数据在两份磁盘上同时写入,相当于写了双份数据,起到了数据保障的作用。且在每一份磁盘上又会基于RAID0技术讲数据分为N份并发的读写,这样也保障了数据的效率。有一半的磁盘空间用于存储冗余数据的,浪费的很严重,因此用的也不是很多。