解析RAID磁盘冗余阵列



关于工控机的RAID磁盘冗余阵列:

RAID(RedundantArrayofIndependentDrive:独立磁盘冗余阵列)指的是多个独立的硬驱合并组成一个逻辑阵列。如果在阵列上创建一个或多个RAID卷,操作系统将不再识别个别硬驱,而将每个卷认作单个逻辑硬驱。RAID的主要目的是提高存储子系统的性能并支持容错。RAID级别定义数据在包含阵列硬驱的卷中如何格式化。我再详细介绍一下常用的RAID级别0(分段)、RAID级别1(镜像)、RAID级别5(含奇偶校验的分段)和RAID级别10(分段和镜像)。
RAID0(分段)
RAID级别0将两个或更多硬驱合并,把所有数据分段为易于管理的块(称为数据块)。表2描述所允许的数据块大小的使用情形。这些数据块在RAID0卷驻留的阵列成员中以条带形式分布。此方法通过允许同时从一个以上硬驱访问相邻数据而提高读写(尤其是顺序性读写)性能。但是,存储在RAID0卷中的数据无冗余。因此,如果一个硬驱发生故障,卷中的所有数据都将丢失。
优点:提高数据访问和存储性能;数据容量无损失。
缺点:无数据冗余(如果一个硬驱发生故障,卷中的所有数据都将丢失)。
应用:通常用于在台式机和工作站存储高性能、非关键数据和软件。
RAID1(镜像)
RAID级别1将两个硬驱合并,使所有数据同时写入RAID1卷驻留的各阵列成员。换句话说,数据被镜像到RAID1卷中的各个硬驱上。这通过将在第二个驱动器上创建第一个驱动器上所有数据的镜像,实现所有数据的实时冗余。
优点:完全数据冗余;提高读取传输速度。
缺点:存储容量最多只能等于最小的驱动器的容量;写入传输速度略降低。
应用:通常用于在工作站和服务器存储关键数据。
RAID5(含奇偶校验的分段)
RAID级别5将三个或更多硬驱合并,把所有数据分段为易于管理的块(称为数据块)。RAID5使用奇偶校验。这是一种数学方法,用于将丢失的数据重建至单个驱动器,从而提高容错能力。数据和奇偶校验以轮转顺序跨阵列成员分段。由于采用奇偶校验分段,便有可能在以新驱动器替换故障硬驱后重建数据。在重建数据过程中计算丢失数据的额外工作将降低向卷写入的性能。RAID5处理较小I/O功能的性能比处理较大顺序文件时来得好。
优点:完全的数据冗余;高效;容错;提高存储阵列性能。
缺点:重建费时,重建正在进行时性能降低。
应用:对文件和应用程序服务器以及因特网和局域网服务器为良好的选择。
RAID10(分段和镜像)
RAID级别10使用四个硬驱创建RAID级别0和1的组合。数据以条带形式分布于构成RAID0组件的双驱动器阵列。RAID0阵列中的每个硬驱都由RAID1阵列中的一个硬驱作为镜像。此种配置的优点是兼备RAID0的性能和RAID1的冗余。
优点:提高性能及完全的数据冗余。
缺点:需要四个硬驱(两个用于冗余),导致成本增加。
应用:数据库服务器要求高性能和容错能力。