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《操作系统概念精要》之磁盘篇(二)-RAID结构

《操作系统概念精要》之磁盘篇(二)-RAID结构

作者: 小pb | 来源:发表于2019-11-14 22:28 被阅读0次

本来打算在磁盘(一)中讲,但是RAID在后面的文件系统中很重要,所以单独提出来。

RAID结构

磁盘冗余阵列(Redundant Array of Independent Disk, RAID) 是由多块硬盘通过RAID 控制器控制管理组成的一个更大容量的逻辑盘,在操作系统中识别为一个盘符。

RAID

什么是RAID?
RAID :磁盘阵列
1988年由加利福尼亚大学伯克利分校提出来的。
多个磁盘合成一个“阵列”来提高更好的性能,冗余,或都提供。
RAID 可以提高磁盘I/O能力,也可以提高磁盘的耐用性。
RAID的实现方式:
  可以外接:通过扩展卡提供适配性
  内置式RAID:主板集成RIAD控制器,安装方便,目前主流的服务器都是内置式的。
  软件实现:通过os系统实现。

RAID 级别

RAID-0 :RAID-0 是将多块硬盘捆绑成为一个大容量的逻辑磁盘,可以同时从多块硬盘读取数据,也可以同时往多块硬盘写入数据。磁盘I/O 是单块硬盘的多倍。在所有RAID模式下,同等硬盘下,RAID-0是最快的。但是RAID0 没有数据冗余能力,一个磁盘损坏,所有数据都丢失。
特点:

  • 读写都得到提升
  • 可用空间大(n*min)
  • 没有容错能力,只要有一块硬盘损坏,数据就丢失了。
  • 需要2个或以上组成。
RAID_0.png

RAID-1 :
RAID-1也被称为镜像,仅用于两块硬盘的情况下,同样的数据在两块硬盘上分别存储一份,两块硬盘中的数据完全相同。即使有一块硬盘出现问题, 也不会影响数据安全与中断系统运行。
RAID-1 主要用于数据安全性比较高的环境,比如,数据库,电脑的系统盘等。RAID1不会提高性能。

特点:

  • 读性能提升,但写性能下降
  • 可用空间只有百分之50,相当于有一个备份盘。
  • 有冗余能力
  • 至少要2个或以上的硬盘


    RAID1.png

RAID-5 :
RAID 5至少需要三个硬盘,RAID5 不是对存储的数据备份,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,并且就检验码信息和相对应的数据分别存储在不同的磁盘上。当RAID5 的任何一个磁盘数据反生损坏,可以利用剩下的数据和相应的奇偶校验码信息去恢复被损坏的数据。
特点:

  • 读写性能提升
  • 可用空间是n-1
  • 有容错能力,但最多1块硬盘损坏。
  • 需要3块或以上的磁盘组成。
RAID5.png

RAID-6 :
RAID6 至少需要4个硬盘,与RAID5 相似,RAID6也是不对 存储数据进行备份,而是把数据和相对应的奇偶校验信息存储在RAID6的各个磁盘, 与RAID5不同的是,RAID6有两个校验盘,即使同时又两块硬盘出问题,它也可以利用剩下的数据和相应的奇偶信息恢复损坏的磁盘。
特点:

  • 读写性能提升
  • 可用空间n-2
  • 有容错能力,允许最多2块硬盘损坏
  • 需要4块或以上组成
RAID6.png

RAID-1+0 :
RAID 10 仅用于硬盘的情况下,把4个硬盘分为两组,每组的两个互为RAID1。然后 在做RAID1。
特点:

  • 读写性能提升
  • 可用空间n/2
  • 有容错能力,每组最多只能坏一块硬盘。
  • 需要4块或以上组成
RAID10.png

RAID-0+1 :多块硬盘先实现RAID0,然后再组成RAID1
    相比RAID10,表面看没什么区别,但风险更大,使用一般不采用。


RAID01.png

RAID-5+0 :多块硬盘先组成RAID5,每组的硬盘不少于3组,再组成RAID0

RAID50.png

JBOD:将多块硬盘组成一个大的连续使用的空间,可以空间是sum(s1 s2...)。一般使用在对数据安全性要求不高的场合,家庭使用比较合适。

jobRAID.png 磁盘阵列对比表.png

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