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RAID各种级别及特性

时间:2019-07-14 12:46:47      阅读:89      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

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RAID(廉价磁盘冗余阵列)

RAID(Redundant Arrays of Independent Disks,RAID)廉价磁盘冗余阵列

  • RAID的特点
    RAID可以透过一个技术(软件或者硬件),将较小的磁盘整合成一个较大 的磁盘装置,提高了I/O能力,还具有数据保护功能,所谓保护功能就是将一个数据多份的存在在不同的物理磁盘之上,这样避免了单块儿甚至多块儿磁盘故障而导致的数据丢失问题,当热这需要借助于RAID的级别来实现更加丰富的功能。
    级别就是将多块儿磁盘组织在一起的工作方式,不同级别组合起来的磁盘具有不同的功能。
  • RAID的实现方式
    1.外接式磁盘阵列:通过扩展卡提供适配能力
    2.内接式RAID:主板集成RAID控制器
    3.Software RAID:软件方式实现的RAID功能
  • 如何操作实现RAID:
    1.在安装操作系统之前通过BIOS进行设置
    此种方式主要目的在于将操作系统安装在RAID之上
    2.在安装操作系统之后通过BIOS或软件进行设置
    此种方式主要目的在于将操作系统和其他专用分区(如数据盘)独立放开
  • RAID级别
    1.RAID0:(string条带模式)
    要求:至少需要两块磁盘
    优点:数据分散存储于不同磁盘上,在读写时可以实现并发,是所有RAID 级别中存储性能最高的;磁盘利用率100%,可用空间N*min(S1,S2,..)
    缺点:没有容错功能,一旦其中一块磁盘挂掉全部数据将都会顺坏

    技术图片
    2.RAID1:(Mirroring 镜像卷)
    技术图片
    要求:至少需要两块磁盘
    优点:用过硬盘镜像数据实现数据冗余,保证数据的安全性,在两块盘上互为备份,当原始数据繁忙时,可以直接从镜像备份中读取数据;
    缺点:是RAID级别中单位成本最高的,当其中一块磁盘挂掉时,系统可以直接切换到镜像盘上读写,并且不需要重组失效的数据,磁盘利用率50%
    3.RAID5:
    原理:数据以块(chunk)为单位分散存储在各个硬盘上,RAID 5不对数据进行备份,而是把数据和与其对应的奇偶校验信息存储到组成的RAID5的各个磁盘上,并且将奇偶校验信息和对应的数据分别存储于不同的磁盘上,其中一块(只允许一块)挂掉时,利用剩下的数据和校验信息可以恢复数据。
    技术图片
    技术图片
    上表中的A、B值即代表不同的位,利用异或运算可以简单算出挂掉磁盘上的数据。
    要求:需要3块及以上硬盘
    优势:兼顾读写速度和数据安全,读写性能提升,其中一块磁盘挂掉时,可以保证数据不被损坏;(需要注意的是,只允许坏一块盘,并且坏盘要及时更换)

    磁盘利用率=[(n-1)/n] * 2/3

    4.RAID 1+0:
    技术图片

    先创建RAID 1,在RAID的基础上创建RAID 0

    优点:数据安全性好,读写性能提升,有容错率:只要不是一个RAID 1上的2个硬盘同时损坏,都不影 响数据的正常读写,数据恢复快

    缺点:写性能较RAID 0+1 差一些

    5.RAID 0+1
    技术图片

    先创建RAID 0,在RAID 0 的基础上再创建RAID 1

    优点:性能上考虑的话,RAID 0+1要更有优势一些,RAID 0+1写入速度更快一些,读取速度和RAID 1+0 一样,

    缺点:一旦其中一块硬盘挂掉之后,一半的硬盘无法正常工作,如果2个条带上各坏一块,整个阵列将挂掉
    6.JBOD:Just a Bunch Of Disks:不是标准的 RAID 等级,它通常用来表示一个没有控制软件提供协调控制的磁盘集合。
    功能:将多块磁盘的空间合并一个连续空间使用,sum(S1,S2,..)
    技术图片

  • RAID的具体实现方式
    1.硬件实现方式:通过BIOS参数调整来实现
    2.软件实现方式:通过软件工具mdadm来实现
    mdadm:是一个模拟化的工具
    用法: mdadm [mode] <raiddevice> [options] <component-devices>
    支持的RAID级别有:RAID-0,RAID-1,RAID-4,RAID-5,RAID-6,RAID-10
    模式<mode>:创建,装配,监控,管理
    具体操作过程所涉及的命令及相关选项:
    1.创建:
    使用mdadm命令:mdadm支持的选项有:
    -C:创建RAID,还有以下子选项:
    -n#:使用#个块设备来创建此RAID
    -l#:指明要创建的RAID的级别
    -a{yes|no}:自动创建目标RAID设备的设备文件
    -c CHUNK_SIZE:指明块大小、
    -x#:指明空闲盘的个数
    -D:显示RAID的详细信息
    mdadm -D /dev/md#:
    2.装配:
    mdadm -A:装配模式,重新识别此前实现的RAID
    3.监控模式:
    mdadm -F:监控模式
    4.管理模式:
    -f:标记指定磁盘为损坏
    -a:添加磁盘
    -r:移除磁盘
    其他管理:
    观察md的状态:cat /proc/mdstat
    停止md设备:mdadm -S /dev/md#

RAID各种级别及特性

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原文地址:https://blog.51cto.com/14418331/2420019

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