RAID的使用详解

Posted 2020-06-21

概念：

RAID（Redundant Array Independent Disk）独立磁盘冗余阵列。当时为了使用廉价的性能比较差的小容量磁盘代替昂贵的性能较好的大容量磁盘，在1987年美国加州大学伯克利分校，就创造出了RAID阵列，其主要工作机制是将多个小容量磁盘组织成一个大容量的磁盘进行使用。

RAID常见的level：

RAID0：

   RAID0机制：当数据要存放在磁盘中时，将数据平均分为n份，每个磁盘存放1/n的数据量，这样大大提高了数据写入和读出磁盘的能力，所有的磁盘都存放这有效的数据，所以磁盘的利用率是100%；但是，由于每次数据在磁盘中只有一份，当raid阵列中，任何一个磁盘损坏，那其他盘存放的数据都会无效，其容错能力为零；该种raid阵列只适合存放临时数据，不适合存放比较重要的数据。

RAID1：

   RAID1机制：当数据要存往磁盘上时，所有数据都会存往一个盘，然后在另一个盘上存放该数据的镜像，若两个磁盘中有一个磁盘损坏，数据不会受到影响；若数据被误删，那么两个磁盘中的数据都会被删除，其不能取代数据的备份功能。这种机制大大提高了磁盘的容错能力；但是使数据的读写性能大大下降，磁盘的利用率是50%，是所有level中利用率最低的level；主要用于存放重要数据，防止磁盘损坏而导致业务终止。

RAID4：

          Raid4机制：raid4阵列中至少需要三块磁盘，当数据需要存放在磁盘上时，数据同样被等分为n分，第一个数据块被存放在第一块磁盘中，第二个数据块存放在第二块磁盘中，第三块磁盘存放第一块磁盘和第二块磁盘的数据的校验码，这样即使其中一个存放数据的磁盘损坏，也可以通过数据校验码和另一份数据，将丢失的数据找回来。该机制的有一定容错能力，磁盘的利用率是(n-1)/n*100%。但是，该种机制使数据的读写性能都有所下降，每次读写数据都需要操作至少两个磁盘，同时，存放校验码的磁盘的访问量过大，造成该磁盘的压力过大，磁盘的利用不均衡。

RAID5：

   Raid5机制：raid5是raid4的改进版，该机制至少也需要三块磁盘，同时存数据的时候也会存放数据的校验码，不过，raid5对于校验码的存放采用不同磁盘存放，分为“左对称”存放和“右对称”存放，“左右对称”的不同是数据校验码的存放磁盘位置不同来划分。上图为raid5的“左对称”存储。“左对称”指第一次，1盘存数据A，2盘存数据B，3盘存AB数据的校验码；第二次，1盘存数据C，3盘存数据D，2盘存数据CD的校验码；第三次，2盘存数据E，3盘存数据F，1盘存数据EF的校验码。这种存储机制的容错能力比较强，同时，各个盘的访问压力基本一致，磁盘的利用率与raid4一致；但是，该种机制的读写能力都有所下降。

RAID10：

    Raid10机制：从磁盘组合方式来说，先在底层以raid1将磁盘两两一组做镜像，然后再将各个磁盘组以raid0的方式结合起来。从数据存储方式来说，当数据需要存储时，先采用raid0机制将每个数据分来存储在不同磁盘组；再采用raid1对所存储的数据在同一磁盘组中做数据镜像。该种机制不允许在同一磁盘组的两个磁盘坏掉。

RAID01:

    Raid01机制：从磁盘组合方式来说，先在底层使用多个磁盘一组做成raid0，然后再以raid1做该磁盘组的镜像组。从数据存储方式来说，当数据需要存储时，先采用raid1对传入数据做镜像，然后将数据和做好的镜像数据保存在不同的磁盘组；再在磁盘组内采用raid0，将数据均分保存在不同的磁盘中。该种机制不允许不同磁盘组的保存数据和数据镜像的两个磁盘同时损坏。与Raid10相比不同组的磁盘的同时损坏掉的可能性比较大，所以raid01的容错能力比raid10弱。

RAID50:

   Raid50机制：从磁盘的组织方式来说，使用大于等于三块磁盘以raid5阵列组织在一起，然后再将该多个磁盘组以raid0阵列组合在一起。从数据存储方式来说，当数据需要存储时，先采用raid0将数据分成n份，保存在不同的磁盘组，在磁盘组内部再采用raid5，对所存入的数据均分然后存储校验码。因为，每个磁盘组都存在校验盘，所以该种机制不允许同一个磁盘组损坏两个或者两个以上的磁盘。

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