辛星浅析raid

Posted 2020-09-29 clnchanpin

     我们来分析一下影响计算机性能的主要组件，主要就是CPU、主板的总线IO、内存IO、硬盘IO、网卡IO等等，并且如今CPU的性能已经非常好了，可是计算机的总体的IO性能却较低，严重影响了计算机的性能，如今的计算机的总线IO、内存IO的速度都能够达到5G/s以上。可是磁盘IO往往较低。

     我们来分析一下常见的几种吧，对于SATA硬盘来说，速度小于150MB/s。对于SCSI硬盘来说。速度小于200MB/s,对于SAS硬盘来说，速度大约在200MB/s左右，而固态硬盘，也就是SSD，速度大约在500MB/s左右。我们平时自己使用的硬盘大多数是SATA接口的机械硬盘，而SATA3接口还是比較快的。能够达到6GB/s，而SCSI SAS一般用于server，通常转速非常快，能够达到每秒一两万转，所谓SAS就是串行SCSI。而SSD就是固态硬盘啦。

     硬盘式绝大多数计算机的性能瓶颈，而IOPS也起到了非常大的作用，所谓IOPS。它是Input/Output  Operation Per Second的缩写，也就是每秒进行读写(IO)操作的次数，多用于数据库等场合，他是衡量随机訪问的性能的一个重要參数。并且我们发现现代磁盘的缺陷：IO性能弱，稳定性差。

    所谓RAID。也就是Redundant   Array  of  Independent  Disks，也就是便宜磁盘冗余阵列，它通过多磁盘并行执行。来提供计算机的存储IO性能。RAID有非常多种类。称之为RAID的级别，现代RAID有7类。经常使用的则有4类。也就是RAID0、RAID1、RAID5、RAID6.对于冗余性。能够类比备份。多块磁盘组成了一个RAID，可是在OS看来仅仅有一块RAID硬盘，而RAID5同意并行中的多块硬盘，能够有一块出现问题，而不丢失数据。

    对于RAID0。它最少须要两块硬盘，它将数据分别读写到多块硬盘。来提升读写性能，有几块硬盘。就能够吧数据分为几份来写，它的空间利用率是全部硬盘空间之和。它的性能也是全部硬盘速度之和，它没有冗余能力。它的长处就是能够并行的读和谐。并且空间利用率高，性能也最好。它的缺点就是一旦RAID中的某块硬盘出现问题，则数据将会全部丢失。

    对于RAID1，它须要偶数块硬盘，在读数据时。同一时候从多块硬盘读取数据来提高读取性能。它与RAID0的读速度一样，在写数据时它须要将同一数据拷贝到多块磁盘，从而提供冗余性。

它应用于数据安全性以及完整性要求比較高的情景，并且读远多于写。

它的空间利用率就是组成RAID1中最小的那块磁盘，它的读性能为全部硬盘速度之和。可是写性能比读性能要差一些。

它的冗余能力就是。仅仅要有一块硬盘没有损坏。那么数据就是完整的。对于RAID1来说，它的读非常快，冗余性也非常高。可是缺点就是有几块硬盘就须要有几份同样的数据，写数据非常慢。

    对于RAID5来说，它最少使用3块硬盘，在读数据时。同RAID0，分布式的往磁盘上写数据，在读数据时，对数据进行奇偶校验。将校验信息同一时候保存在磁盘上。而校验信息在数据恢复时使用。当中RAID0性能最高。而RAID1冗余性最高。可是使用场景都不多。而实际的生产环境中多使用RAID5和RAID6.它的空间利用率是1-1/硬盘数，它的读性能非常接近RAID0。写性能比RAID0弱，它的冗余能力就是假设有一块磁盘损坏，不会丢失数据。

    对于RAID6来说，它最少使用4块硬盘，它和RAID5一样。仅仅是多一块硬盘保存校验信息的副本，读数据时，同RAID5，分布式的往磁盘上写数据，在写数据时。对数据进行奇偶校验，将校验信息同一时候保存在磁盘上，可是会再额外保存一份校验信息。它的空间利用率是1-2/硬盘数。它的读性能接近RAID5，可是写性能比RAID5弱，它的冗余能力就是假设有一块 硬盘损坏，不会丢失数据。

    对于RAID的实现。能够分为软件实现 和硬件实现。

假设是软件实现，能够通过系统功能或者软件来实现。它没有独立的硬件和接口，它会占用一定的系统资源。比方cpu、内存、硬盘接口速度，受操作系统的稳定性影响。假设是硬件实现。能够通过购买独立的RAID硬件卡来实现RAID。有些主板集成了RAID硬件，硬件RAID不须要占用其它的硬件资源，并且稳定性和速度都比软件RAID要强。