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运维小知识之RAID技术

运维小知识之RAID技术

作者: 大白菜的猪猪 | 来源:发表于2020-02-06 13:27 被阅读0次

    磁盘阵列(Redundant Arrays of independent Disks,RAID),廉价冗余(独立)磁盘阵列。

    RAID是一种把多块独立的物理硬盘按不同的方式组合起来形成一个硬盘组(逻辑硬盘),提供比单个硬盘更高的存储性能和数据备份技术。RAID技术,可以实现把多个磁盘组合在一起作为一个逻辑卷提供磁盘跨越功能;可以把数据分成多个数据块(Block)并行写入/读出多个磁盘以提高访问磁盘的速度;可以通过镜像或校验操作提供容错能力。具体的功能以不同的RAID组合实现。

    在用户看来,RAID组成的磁盘组就像是一个硬盘,可以对它进行分区、格式化等操作。RAID的存储速度比单个硬盘高很多,并且可以提供自动数据备份,提供良好的容错能力。

    RAID级别,不同的RAID组合方式分为不同的RAID级别:

    RAID 0:称为Stripping条带存储技术,所有磁盘完全地并行读,并行写,是组建磁盘阵列最简单的一种形式,只需要2块以上的硬盘即可,成本低,可以提供整个磁盘的性能和吞吐量,但RAID 0没有提供数据冗余和错误修复功能,因此单块硬盘的损坏会导致所有的数据丢失。(RAID 0只是单纯地提高磁盘容量和性能,没有为数据提供可靠性保证,适用于对数据安全性要求不高的环境)

    RAID 1:镜像存储,通过把两块磁盘中的一块磁盘的数据镜像到另一块磁盘上, 实现数据冗余,在两块磁盘上产生互为备份的数据,其容量仅等于一块磁盘的容量。当数据在写入一块磁盘时,会在另一块闲置的磁盘上生产镜像,在不影响性能情况下最大限度的保证系统的可靠性和可修复性;当原始数据繁忙时,可直接从镜像拷贝中读取数据(从两块硬盘中较快的一块中读出),提高读取性能。相反的,RAID 1的写入速度较缓慢。RAID 1一般支持“热交换”,即阵列中硬盘的移除或替换可以在系统运行状态下进行,无须中断退出系统。RAID 1是磁盘阵列中硬盘单位成本最高的,但它提供了很高的数据安全性、可靠性和可用性,当一块硬盘失效时,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。

    RAID 0+1:也被称为RAID 10,实际是将RAID 0和RAID 1结合的形式,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,为每一块磁盘做镜像进行冗余。通过RAID 0+1的组合形式,数据除分布在多个盘上外,每个盘都有其物理镜像盘,提供冗余能力,允许一个以下磁盘故障,而不影响数据可用性,并且有快速读/写能力。RAID 0+1至少需要4个硬盘在磁盘镜像中建立带区集。RAID 0+1技术在保证数据高可靠性的同时,也保证了数据读/写的高效性。

    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。RAID 5可以理解为是RAID 0和RAID 1的折衷方案,RAID 5至少需要三块硬盘。RAID 5可以为系统提供数据安全保障,但保障程度要比镜像低而磁盘空间利用率要比镜像高。RAID 5具有和RAID 0相近似的数据读取速度,只是多了一个奇偶校验信息,写入数据的速度比对单个磁盘进行写入操作稍慢。同时由于多个数据对应一个奇偶校验信息,RAID 5的磁盘空间利用率要比RAID 1高,存储成本相对较低,是目前运用较多的一种解决方案。

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