raid 磁盘阵列
Raid级别Raid 0Raid 1Raid 5Raid 1 0冗余类型无镜像奇偶校验镜像保护能力不允许设备故障允许一个设备故障允许一个设备故障允许一组设备中一个故障写性能高低低中间需要硬盘数2234利用率N50%N-1 / N50%
一、Raid 简介
RAID是英文(Redundant Array of Independent Disks)的缩写,翻译成中文是“独立磁盘冗余阵列”, 简称磁盘阵列(Disk Array)
简单的说,RAID是一种把多块独立的硬盘(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),从而提供比单个硬盘更高的存储性能和提供数据备份技术。利用这项技术,将数据切割成许多区段,分别存放在各个硬盘上。磁盘阵列还能利用同位检查(Parity Check)的观念,在数组中任意一个硬盘故障时,仍可读出数据,在数据重构时,将数据经计算后重新置入新硬盘中。
组成磁盘阵列的不同方式称为RAID级别(RAID Levels),现在已拥有了从 RAID 0 到 6 七种基本的RAID 级别。另外,还有一些基本RAID级别的组合形式,如RAID 10(RAID 0+RAID 1的组合)。
raid0 raid1 raid5 raid1+0 常见
二、Raid 级别详解
2.1 Raid 0
RAID0 俗称“条带”,它将两个或者多个硬盘组成一个逻辑硬盘,容量是所有硬盘之和。 Raid0 要想有效果最低需要两块硬盘,它把数据分散到每块硬盘上进行存储,所以raid0拥有所有 raid种类中最强的存储性能。 当然也可以对一块盘做Raid0 不过没什么效果。
raid0的总可用空间容量就是硬盘数量乘以最低容量硬盘的容量,连续读写性能就是单盘的倍数。
特点:数据条带化,无校验,不提供数据保护; 数据并发写入多个硬盘。
优点:RAID读写性能最高,100%的磁盘空间利用率。 最少1块盘做raid0 ,但没效果
缺点:此方式硬盘数据没有冗余(备份),没有容错,一旦一个物理硬盘损坏,则所有数据均丢失。
适用:RAID0 适合于对数据量大,但安全性要求不高的场景,比如音像、视频文件的存储等。
tips:在什么情况下使用一块盘做 raid 0 ?
系统中 直通盘(没做raid的盘)和 raid 盘 无法通用,使用raid的系统无法识别 直通盘,如果只有一个盘只能做raid0
系统中 要不然都不做raid 要不然都做raid
2.2 Raid 1
RAID1俗称“镜像”,它最少由两个硬盘组成,而且两个硬盘上存储的数据均相同,以实现数据冗余。 容错性是所有组合中方式里最好的,只要有一块硬盘正常,则能继续保持正常工作。 但它对磁盘利用率只有50%。 RAID1只支持两块硬盘组RAID阵列,而实际容量只有最小的那块硬盘的容量,原因是RAID1只提高了数据的安全性。 但是RAID1不等于数据备份。
特点:数据镜像,无校验(检查)。 一半的空间存储冗余(备份)数据,但是在所有的RAID中数据安全性 最高。
优点:所有的RAID中安全性能最高,即使一块磁盘发生故障,仍能正常运转。 镜像磁盘没有完全 故障,数据就不会丢失。
缺点:一半的磁盘空间用于存储冗余数据,磁盘空间利用率50%
适用:数据安全性要求比较高的场景,如邮件系统,数据库等。
2.3 Raid 5
RAID5的数据以块为单位分布到各个硬盘上。RAID 5不对数据进行备份,而是把数据和与其相对应的奇偶校验信息存储到组成RAID5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RAID5的一个磁盘数据损坏后,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。 因而RAID5最多只允许一个硬盘损坏,有容错性。
特点:数据条带化,校验数据均匀分布在每个物理磁盘上。 当某个物理磁盘发生故障十五,可根 据同一条带的其他数据块和对应的校验数据来重建损坏的数据。
优点:允许1个物理磁盘发生故障,而不丢失数据。 读取性能相对较高,磁盘空间利用率大于 RAID1+0。
缺点:写入性能相对低。 重建数据时,性能会受到较大的影响。
适用:RAID5可理解为RAID0和RAID1折中方案,兼顾储存性能,数据安全和存储成本等因素。
2.4 Raid 1 0
Raid10也被称为镜象阵列条带。像 Raid0 一样,数据跨磁盘抽取;像 RAID1 一样,每个磁盘都有一个镜象磁盘, 所以RAID 10的另一种会说法是 RAID 0+1。RAID10 提供100%的数据冗余,支持更大的卷尺寸,但价格也相对较高。对大多数只要求具有冗余度而不必考虑价格的应用来说,RAID10提供最好的性能。使用RAID10,可以获得更好的可靠性,因为即使两个物理驱动器发生故障(每个阵列中一个),数据仍然可以得到保护。RAID10需要4 + 2*N 个磁盘驱动器(N >=0), 而且只能使用其中一半(或更小, 如果磁盘大小不一)的磁盘用量, 例如 4 个 250G 的硬盘使用RAID10 阵列, 实际容量是 500G。
特点:RAID1与RAID0的结合,先创建RAID1,再创建RAID0
优点:读取性能仅次于RAID0。 镜像中的磁盘没有全部故障,数据就不会丢失。 一半的物理磁盘 发生故障时,仍可以运转。
缺点:成本高。 磁盘利用率50%,一半的空间用于冗余数据。
适用:适用于读写性能要求高,数据安全大于磁盘成本的场景。 如银行、数据库等。
Raid 级别总结
Raid级别 | Raid 0 | Raid 1 | Raid 5 | Raid 1 0 |
---|---|---|---|---|
冗余类型 | 无 | 镜像 | 奇偶校验 | 镜像 |
保护能力 | 不允许设备故障 | 允许一个设备故障 | 允许一个设备故障 | 允许一组设备中一个故障 |
写性能 | 高 | 低 | 低 | 中间 |
需要硬盘数 | 2 | 2 | 3 | 4 |
利用率 | N | 50% | N-1 / N | 50% |
三、Raid 模拟器
3.1 硬Raid
此RAID配置模拟器就能够很好的帮助你在没有硬件的条件下学习RAID配置,下面就具体演示一下硬raid 是如何配置的。
打开RAID模拟器如下界面,有8块硬盘供你测试使用,清空配置或没有raid信息的情况下,磁盘应为如下状态:
此时选中页面的第一行或者第二行,按F2键,弹出命令行。回车选择“Create Virtual Drive”选项后创建虚拟设备。
回车之后弹出以下界面
选择RAID-5。
之后按空格键 或回车,选择加入raid阵列的磁盘,选中后,磁盘前的状态显示为“×”。然后其他选项不设置,一直按下键后点ok完成。
在第一个磁盘阵列中按"F2"键进行初始化,选择“Fast Init”进行快速初始化,然后就配置完成了。
我们再配置一个 raid 10
热备盘
按 ctrl + n 切换到以下界面
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