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比较RAID级别:0,1,5,6,10和50

RAID可以保护数据,提高存储性能和可用性,但它可能让人感到困惑。了解不同类型的RAID,优缺点,以及它们的最佳工作位置。

RAID最初代表廉价磁盘的冗余阵列。今天,首字母缩略词已更新为冗余。。。

独立磁盘阵列。但是RAID的目的并没有改变。

RAID是保护硬盘驱动器和固态存储上的应用程序数据的一种常用方法,不同类型的RAID在保护级别和价格之间进行了平衡。保护力度越大,成本越高。随着数据存储的发展,RAID级别的数量也在增加。

RAID是一种将单个物理驱动器分组形成RAID集的方法。RAID集将服务器上的所有物理驱动器表示为一个逻辑磁盘。逻辑盘称为逻辑单元号,即LUN。

RAID性能和可用性的改进使其即使在更新的、可替代的技术已经成为可能。擦除编码和ssd已经提供了可靠的——如果更昂贵的话——替代方案,而且随着存储容量的增加,RAID阵列出错的几率也会增加。尽管如此,存储供应商仍然在其存储阵列中支持RAID级别。

要充分理解RAID及其好处,重要的是要分解不同的RAID级别以及它们各自最擅长的方面。

  • RAID 0:磁盘条带化
  • RAID 1:硬盘镜像
  • RAID 1+0:硬盘镜像分条
  • RAID 2:分段和汉明码奇偶校验
  • RAID 3:校验盘
  • RAID 4:奇偶校验磁盘和块级条带化
  • RAID 5:硬盘条带校验
  • RAID 5+0:硬盘分条、分布式奇偶校验
  • RAID 6:具有双奇偶校验的磁盘条带化
  • Adaptive RAID:可选择RAID 3或RAID 5
  • RAID 7:带有缓存的非标准

RAID级别解释

RAID级别可以分为三类:标准、非标准和嵌套。RAID的标准级别由编号为0到6的基本RAID类型组成。非标准RAID级别设置为特定公司或开源项目的标准。非标准RAID包括RAID 7、自适应RAID、RAID S和Linux md RAID 10。嵌套RAID是指RAID级别的组合例如RAID 10 (RAID 1+0)、RAID 50 (RAID 5+0)等。

这个您使用的RAID级别应该取决于服务器上运行的应用程序类型。RAID 0是最快的,RAID 1是最可靠的,而RAID 5是两者的良好结合。组织的最佳RAID可能取决于您正在寻找的数据冗余级别、保留周期的长度、正在使用的磁盘数量以及您对数据保护与性能优化的重视程度。

下面是对存储阵列中最常用的不同RAID类型的描述。并不是所有的存储阵列供应商都支持每一种RAID类型,所以一定要与供应商确认他们的数据存储可用的RAID类型。

RAID 0:磁盘条带化

RAID 0是简单的硬盘分条。所有数据以块的形式分布在RAID集中的所有ssd或hdd上。RAID 0提供了很好的性能,因为您将存储数据的负载分散到更多的物理驱动器上。RAID 0没有利用磁盘奇偶校验,这是一种确保数据从一个驱动器移动到另一个驱动器时成功写入数据的方法。因为RAID 0没有利用奇偶校验,所以它没有数据冗余或容错。

优势。性能是RAID 0的主要优势。多磁盘分条数据比单个磁盘驱动器提供更大的带宽,使数据读写的IOPS成倍增加。RAID 0易于实现,并且是所有RAID类型中成本最低的,因为它只使用硬盘空间来存储数据。它得到了广泛的支持,而且因为没有为RAID 0生成奇偶校验,所以没有将数据写入RAID 0磁盘的开销。

缺点。RAID 0是所有RAID级别中数据保护能力最差的。由于RAID 0没有奇偶校验,当一个磁盘故障时,该磁盘上的数据将不可用,直到可以从另一个驱动器重写该磁盘。

最好的使用。RAID 0缺乏冗余,这意味着它应该用于非关键应用程序的数据存储。它非常适合高速读取和写入数据的应用程序。

raid0形象

RAID 1:硬盘镜像

RAID 1使用磁盘镜像,这意味着所有数据都被写入两个独立的物理磁盘。这些磁盘本质上是彼此的镜像。如果单个磁盘故障,可以从另一个磁盘检索数据。RAID 1至少需要2个硬盘驱动器。

优势。磁盘镜像有利于快速读取操作。RAID 1在灾难恢复情况下也很有用,因为它提供即时故障转移。如果主驱动器无法操作,则镜像驱动器可以接管,因为数据、操作系统和应用程序软件都复制在那里。

缺点。写速度较慢,因为数据必须写两次到磁盘。RAID 1的另一个缺点是需要两倍的磁盘空间,因为所有数据都存储了两次。

最好的使用。RAID 1适用于高性能和高可用性应用程序,包括电子邮件、操作系统和事务应用程序。它的瞬时故障转移能力使其成为关键任务应用程序的良好选择。

RAID 1图片

RAID 1+0:硬盘镜像分条

RAID 1 + 0,也称为RAID 10,是一个嵌套的RAID级别,它结合了磁盘镜像和条带化。数据通常先镜像,然后再条带化。镜像条带镜像集可以完成同样的任务,但容错能力比条带镜像集差。RAID 1+0至少需要4个物理硬盘。

优势。RAID 10得益于通过使用RAID 0提供的性能功能。数据分布在两个或多个驱动器上,驱动器上的多个读/写磁头可以同时访问部分数据,从而加快处理速度。因为它使用RAID 1,所以RAID 10数据受到完全保护。如果原始驱动器出现故障或不可用,镜像副本可以接管。

缺点。如果在一个分条集中丢失了一个驱动器,您必须从另一个分条集中访问数据,因为分条集中没有奇偶校验。使用RAID 1时,可以将数据完全复制,使数据存储容量增加一倍。而且,由于至少需要4个磁盘,RAID 10比其他RAID级别更昂贵。

最好的使用。RAID 10的冗余和高性能使其成为需要最少停机时间的操作的好选择。对于I/ o密集型应用程序,如电子邮件、web服务器、数据库和需要高磁盘性能的应用程序,它也是最优的。

RAID 1 + 0的形象

RAID 2:分段和汉明码奇偶校验

突袭2位级别的条带数据并使用汉明码提供奇偶校验并检测错误。奇偶性提供了一个校验和写入磁盘的数据。奇偶校验信息与原始数据一起写入。访问基于硬件的RAID集上的数据的服务器永远不知道RAID集中的一个驱动器何时坏了。当这种情况发生时,控制器使用存储在RAID集中幸存磁盘上的奇偶校验信息重新创建丢失的数据。

优势。数据保护是RAID 2的一个关键优势。汉明码提供的奇偶校验提供了数据冗余和容错能力。

缺点。RAID 2比其他RAID级别更复杂。由于需要额外的磁盘驱动器,它的成本也比其他级别更高。

最好的使用。这些天,汉明代码已经在硬盘的纠错代码中使用,所以RAID 2不再使用。

RAID 2映像

RAID 3:校验盘

RAID 3使用奇偶校验磁盘将RAID控制器生成的奇偶校验信息存储在与实际数据磁盘不同的磁盘上,而不是像RAID 5中那样将其与数据分条。RAID 3至少需要三个物理磁盘。

优势。RAID 3提供了高吞吐量,这使它成为批量传输大量数据的好选择。

缺点。RAID 3需要额外的驱动器进行奇偶校验。由于奇偶校验数据存储在一个单独的磁盘上,RAID 3在有大量小数据请求时(如数据库应用程序)性能较差。

最好的使用。RAID 3在需要长时间连续数据传输的应用程序(如视频服务器)中表现良好。

RAID 3映像

RAID 4:奇偶校验磁盘和块级条带化

RAID 4使用专用的奇偶校验磁盘以及跨磁盘的块级条带来保护数据。RAID 4是将多个硬盘上的位数相加,并将总数保存在单独的校验盘上。当潜水失败时,这些存储的比特用于帮助数据恢复。

优势。条带化可以从任意磁盘读取数据。RAID 4适合顺序数据访问。

缺点。使用专用校验磁盘会导致写操作的性能瓶颈,因为所有写操作都必须进入专用磁盘。

最好的使用。例如RAID 5RAID 4现在可用,但使用得不多。

RAID 4映像

RAID 5:硬盘条带校验

RAID 5使用具有奇偶校验的磁盘分条。与使用条带化的其他RAID级别一样,数据分布在RAID集中的所有磁盘上。磁盘发生故障时重建数据所需的奇偶校验信息也沿对角线分布在RAID集中的磁盘上。RAID 5是最常见的RAID方法,因为它在性能和可用性之间实现了良好的平衡。RAID 5至少需要三个物理磁盘。

优势。数据条带和奇偶校验的结合使用可以防止单个磁盘成为瓶颈。RAID 5具有与RAID 0相当的吞吐量和性能。由于奇偶校验数据分布在RAID集中的所有硬盘上,RAID 5是最安全的RAID类型之一,提供了数据冗余和可靠性。RAID 5支持热插拔,避免停机时间。

缺点。RAID 5由于存在奇偶校验数据,所以写性能会低于读性能。这种RAID级别还会面临更长的重建时间,并且如果在重建过程中第二块硬盘出现故障,可能会导致数据丢失。RAID 5还需要比其他RAID级别更复杂的控制器。

最好的使用。对于驱动器数量有限的应用程序和文件服务器,RAID 5是一个很好的选择。

RAID 5图片

RAID 5+0:硬盘分条、分布式奇偶校验

RAID 5+0,又称突袭50,是另一个嵌套RAID级别,它结合了条带化和分布式奇偶校验以获得两者的优势。RAID 50最低配置为6盘。

优势。RAID 50的写性能比RAID 5快。它的数据保护功能也高于RAID 5,它的重建时间速度更快。在发生驱动器故障时,性能不会像RAID 5那样降低,因为只有一个RAID 5阵列受到影响。

缺点。RAID 50需要6个磁盘,这使得它可能比其他RAID类型更昂贵。而且,和RAID 5一样,它还需要一个更复杂的控制器和同步磁盘。

最好的使用。RAID 50适用于对可靠性要求高、要求高、传输速率快的应用。

突袭50

RAID 6:具有双奇偶校验的磁盘条带化

RAID 6通过将数据分散到多个磁盘并允许I/O操作重叠来提高可靠性,从而提高性能。RAID 6使用两个奇偶校验条带,在数据丢失之前允许RAID集中出现两个磁盘故障。RAID 6可在驱动器同时发生故障时进行数据恢复,这在重建时间较长的大容量驱动器中更为常见。RAID 6至少需要四个驱动器。

优势。RAID 6的双奇偶校验功能可以在第二块硬盘故障时防止数据丢失。当硬盘加入RAID 6时,存储数据的可用容量会增加。当RAID 6超过4个硬盘时,使用的存储容量比使用镜像的RAID级别更少。

缺点。RAID 6性能低于RAID 5。如果需要同时重建两个驱动器,则性能会受到很大的影响。RAID 6的成本可能更高,因为它需要两个额外的磁盘来实现奇偶校验。RAID 6需要一个专门的控制器,RAID控制器协处理器经常与RAID 6一起使用来进行奇偶校验和提高写性能。

最好的使用。对于长期的数据保存,RAID 6是一个很好的选择。它通常用于部署用于归档或基于磁盘的备份的大容量驱动器。RAID 6具有比RAID 5更多的数据保护能力,对于关键任务应用程序来说也是一个很好的选择。

RAID 6形象

Adaptive RAID:可选择RAID 3或RAID 5

自适应RAID让RAID控制器弄清楚如何在磁盘上存储奇偶校验。它会在RAID 3和RAID 5之间进行选择,这取决于哪种RAID集类型在写入数据的类型下性能更好。

RAID 7:带有缓存的非标准

RAID 7是基于RAID 3和RAID 4的非标准RAID级别,它添加了缓存并需要专有硬件。这个RAID级别是由现在已经不存在的存储计算机公司拥有和注册的。

下一个步骤

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