RAID磁盘阵列的原理与搭建
RAID(Redundant Array of Independent Disks,独立磁盘冗余阵列)可以提供较普通磁盘更高的速度、安全性,所以服务器在安装时都会选择创建RAID。
RAID的创建有两种方式:软RAID(通过操作系统软件来实现)和硬RAID(使用硬件阵列卡);在企业中用的最多的是:raid1、raid10和raid5。不过随着云的高速发展,供应商一般可以把硬件问题解决掉。
1.1 RAID几种常见的分类
RAID技术经过不断的发展,现在已拥有从RAID0到6七种基本的RAID 级别
RAID 0
数据条带化,无校验
RAID 1
数据镜像,无校验
RAID 2
海明码错误校验及校正
RAID 3
数据条带化读写,校验信息存放于专用硬盘
RAID 4
单次写数据采用单个硬盘,校验信息存放于专用硬盘
RAID 5
数据条带化,校验信息分布式存放
RAID 6
数据条带化,分布式校验并提供两级冗余
另外,还有一些基本RAID级别的组合形式,如RAID 10(RAID 0与RAID1的组合),RAID 50(RAID0与RAID5的组合)等。
注意:不同RAID 级别代表着不同的存储性能、数据安全性和存储成本
RAID01( 0+1)
先做RAID 0,后做RAID 1,同时提供数据条带化和镜像
RAID 10(1+0)
类似于RAID 0+1,区别在于先做RAID 1,后做RAID 0
RAID 50(5+0)
先做RAID 5,后做RAID 0,能有效提高RAID 5的性能
1.2 RAID出现的原因 2.1 RAID-0
条带(strping)
需磁盘数量:2块以上(大小最好相同)
是组建磁盘阵列中最简单的一种形式,只需要2块以上的硬盘即可.
特点:
成本低,可以提高整个磁盘的性能和吞吐量。
RAID 0没有提供冗余或错误修复能力,速度快.
任何一个磁盘的损坏将损坏全部数据;磁盘利用率为100%。
2.2 RAID-1mirroring(镜像卷)
需要磁盘两块以上 2块 or 3块
原理:是把一个磁盘的数据镜像到另一个磁盘上,也就是说数据在写入一块磁盘的同时,会在另一块闲置的磁盘上生成镜像文件,(同步)
RAID 1 mirroring(镜像卷),至少需要两块硬盘,raid大小等于两个raid分区中最小的容量(最好将分区大小分为一样),数据有冗余,在存储时同时写入两块硬盘,实现了数据备份;
磁盘利用率为50%,即2块100G的磁盘构成RAID1只能提供100G的可用空间。如下图
2.3 RAID-5需要三块或以上硬盘,可以提供热备盘实现故障的恢复;只损坏一块,没有问题。但如果同时损坏两块磁盘,则数据将都会损坏。空间利用率: (n-1)/n 2/3 如下图所示
奇偶校验信息的作用:
当RAID5的一个磁盘数据发生损坏后,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。
扩展异或运算:
是用相对简单的异或逻辑运算(相同为0,相异为1)
A值
B值
Xor结果
0
0
0
1
0
1
0
1
1
1
1
0
2.4 RAID10
镜像+条带
RAID10是将镜像和条带进行两级组合的RAID级别,第一级是RAID1镜像对,第二级为RAID 0。RAID10也是一种应用比较广泛的RAID级别。