RAID的基本原理
2016-04-01 10:26
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RAID(Redundant Array of Independent Disks)表示独立磁盘冗余阵列。简单地说,它是一种由多块独立的硬盘按一定的方式组合起来的阵列,可以使用小的便宜的磁盘代替大的昂贵磁盘。RAID按照组合方式的不同可以分为不同的等级,但是这些级别没有优劣之分仅仅代表着不同的组合方式。
常见的组合方式有RAID0(条带),RAID1(镜像),RAID5,(轮流校验码),RAID0+1(条带+镜像),RAID1+0(镜像+条带),JBOD(磁盘组)。下面对这几种常用的方式展开介绍。
RAID0,又称为条带技术(stripe),在所有RAID中存储新能最高。它的原理是:把连续的数据分到多个磁盘上存取。当有数据请求时,可以被多个磁盘并行执行;当有数据写入时,数据等量的放到各个磁盘中。下图为RAID0的结构,但是由于RAID0没有提供冗余措施,因此当有一个磁盘失效时就会影响整个数据。其性能表现为:
性能: 读和写提升;冗余能力(容错能力): 无;空间利用率:nS;至少2块盘
RAID1,又称为镜像技术或者完全备份(Mirror),在所有RAID中,数据的安全保障性最高。它的原理是:把所有的数据自动复制到另一块硬盘上,当有数据读取时,可以从两块硬盘同时读取数据,因此性能得以提升;当有数据写入时,相同的数据会存放到所有盘上,因此写入时间可能比较长。下图为RAID1的结构,其性能表现为:
性能:写性能下降,读性能提升;冗余能力:有;空间利用率:1/2;至少2块盘。
RAID5,数据轮循校验,其不对数据进行备份,而是把数据和相应的校验信息存储到组成RAID5的各个磁盘之中,当RAID5的一块磁盘数据发生损坏,可以利用剩下的数据和相应的校验信息去恢复被损坏的数据。下图所示,第一层数据使用了磁盘5存储相应数据和相应的校验信息,第二层使用了磁盘4存储相应数据和相应的校验信息。依次轮流执行。其性能表现为:
性能:读,写提升;冗余能力:有;空间利用率:(n-1)/n;至少需要3块
RAID0+1是RAID0和RAID1的组合形式,也称为RAID01,其原理是:磁盘组内部成员镜像,然后磁盘组之间再做条带化。下图为RAID01的结构,可以发现,只有当磁盘组内部成员全都损坏时,才有可能发生数据的损失,当盘组织间的磁盘损坏,不会造成数据的丢失。其性能表现为:
性能:读、写提升;冗余能力:有;空间利用率:1/2;至少需要4块
RAID1+0也是RAID0和RAID1的组合形式,也称为RAID10,其原理是:磁盘组内部成员条带化,然后磁盘组之间镜像处理。下图为RAID10的结构,可以发现,当某一磁盘组全部损坏时也不会引起数据的损失,只有当磁盘组之间存储相同数据的磁盘损坏才会引起数据的损失。其性能表现为:
性能:读、写提升;冗余能力:有;空间利用率:1/2;至少需要4块
JBOD又称为磁盘簇(Just a Bunch Of Disks),其原理是辑上把几个物理磁盘一个接一个串联到一起,从而提供一个大的逻辑磁盘。下图可以看做是JBOD结构,为对应用程序看来其应用的是一块大的磁盘,性能表现为
性能:无提升;冗余能力:无;空间利用率:100%;至少需要2块
常见的组合方式有RAID0(条带),RAID1(镜像),RAID5,(轮流校验码),RAID0+1(条带+镜像),RAID1+0(镜像+条带),JBOD(磁盘组)。下面对这几种常用的方式展开介绍。
RAID0,又称为条带技术(stripe),在所有RAID中存储新能最高。它的原理是:把连续的数据分到多个磁盘上存取。当有数据请求时,可以被多个磁盘并行执行;当有数据写入时,数据等量的放到各个磁盘中。下图为RAID0的结构,但是由于RAID0没有提供冗余措施,因此当有一个磁盘失效时就会影响整个数据。其性能表现为:
性能: 读和写提升;冗余能力(容错能力): 无;空间利用率:nS;至少2块盘
RAID1,又称为镜像技术或者完全备份(Mirror),在所有RAID中,数据的安全保障性最高。它的原理是:把所有的数据自动复制到另一块硬盘上,当有数据读取时,可以从两块硬盘同时读取数据,因此性能得以提升;当有数据写入时,相同的数据会存放到所有盘上,因此写入时间可能比较长。下图为RAID1的结构,其性能表现为:
性能:写性能下降,读性能提升;冗余能力:有;空间利用率:1/2;至少2块盘。
RAID5,数据轮循校验,其不对数据进行备份,而是把数据和相应的校验信息存储到组成RAID5的各个磁盘之中,当RAID5的一块磁盘数据发生损坏,可以利用剩下的数据和相应的校验信息去恢复被损坏的数据。下图所示,第一层数据使用了磁盘5存储相应数据和相应的校验信息,第二层使用了磁盘4存储相应数据和相应的校验信息。依次轮流执行。其性能表现为:
性能:读,写提升;冗余能力:有;空间利用率:(n-1)/n;至少需要3块
RAID0+1是RAID0和RAID1的组合形式,也称为RAID01,其原理是:磁盘组内部成员镜像,然后磁盘组之间再做条带化。下图为RAID01的结构,可以发现,只有当磁盘组内部成员全都损坏时,才有可能发生数据的损失,当盘组织间的磁盘损坏,不会造成数据的丢失。其性能表现为:
性能:读、写提升;冗余能力:有;空间利用率:1/2;至少需要4块
RAID1+0也是RAID0和RAID1的组合形式,也称为RAID10,其原理是:磁盘组内部成员条带化,然后磁盘组之间镜像处理。下图为RAID10的结构,可以发现,当某一磁盘组全部损坏时也不会引起数据的损失,只有当磁盘组之间存储相同数据的磁盘损坏才会引起数据的损失。其性能表现为:
性能:读、写提升;冗余能力:有;空间利用率:1/2;至少需要4块
JBOD又称为磁盘簇(Just a Bunch Of Disks),其原理是辑上把几个物理磁盘一个接一个串联到一起,从而提供一个大的逻辑磁盘。下图可以看做是JBOD结构,为对应用程序看来其应用的是一块大的磁盘,性能表现为
性能:无提升;冗余能力:无;空间利用率:100%;至少需要2块
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