RAID各级别特性详解

Posted 2020-06-27

一、RAID的基本概念

        RAID:将多块磁盘以某种方式组织起来当一个存储设备使用。

        

        RADI特性：

提高IO能力：通过磁盘并行读写实现;给RAID控制器添加自己的内存。

提高耐用性：通过磁盘冗余来实现。

 

二、RAID的级别

         根据多块磁盘组织在一起的不同的工作方式，我们将RAID分为不同的级别：

        RAID-0：RAID控制器将待存储的数据流切割为块，将分割好的数据块按顺序均匀分布存储在各个磁盘内。如果其中任何一块磁盘损坏，数据将丢失。

       

           优点：提升了读、写性能；不会占用太多CPU资源；设计、使用和配置比较简单。

    缺点：无冗余，不能用于对数据安全性要求高的环境。

    可用空间：N*min(S1,S2,…)。

    磁盘数：2个或更多，最少为2个。

    适用领域：视频生成和编辑、图像编辑，其他需要大的出传输带宽的操作。

RAID-1：以镜像为冗余方式，对虚拟磁盘上的数据做多份拷贝，放在成员磁盘上。

    优点：具有100%数据冗余，提供最高的数据安全保障；理论可以实现2倍的读取速率；设计和使用比较简答。

    缺点：开销大，空间利用率低，在写性能方面提升不明显。

    可用空间：1*min(S1,S2,...)；

    磁盘数：2, 2+（一般使用2块）。

    适用领域：财务、金融等高可用、高安全的数据存储环境。

RAID-3：数据块被分为更小的块并行传输到各个成员磁盘上，同时计算XOR校验数据存放到专用的校验磁盘上。

    优点：读写性能比较好；当有磁盘损坏时，对整体吞吐量影响较小；减少了开销。

           缺点：控制器设计复杂；采用并行存取方式，主轴同步时吞吐量没有提高；效验磁盘的写性能有瓶颈。

           磁盘数：3个或更多，最少为3个。

           适用领域：视频生产和图像、视频编辑等；需要高吞吐量的应用环境。

        RAID-5：采用独立存取的阵列方式，校验信息被均匀的分散到阵列的各个磁盘上。

    

            优点：读性能比较高；中等的写性能；校验信息的分布式存取，避免出现写操作的瓶颈。

     缺点：控制器设计复杂；磁盘重建的过程比较复杂。

     可用空间：(N-1)*min(S1,S2,...)。

     磁盘数：3个或更多，最少为3个。

     适用领域：文件服务器、Email服务器、Web服务器等环境、数据库应用。

 RAID-10：结合RAID-1和RAID-0，先镜像，再条带化。

    优点：读性能很高；写性能比较好；数据安全性好，允许同时有N个磁盘失效。

    缺点：空间利用率只有50％；开销大。

    可用空间：N*min(S1,S2,...)/2。

    磁盘数：2N个，（N≥2），最低为4个。

    适用领域：多用于要求高可用性和高安全性的数据库应用。

 

 RAID-50：RAID50是RAID5和RAID0的结合，先实现RAID5，再条带化。

    优点：比RAID5有更好的读性能；比相同容量的RAID5重建时间更短；可以容许N个磁盘同时失效。

    缺点：设计复杂，比较难实现；同一个RAID5组内的两个磁盘失效会导致整个阵列的失效。

    磁盘数： 6个或更多，最低为6个。

    适用领域：大型数据库服务器、应用服务器、文件服务器等应用。

常用RADI级别的比较：

三、RAID实现的方式和运行状态

软件RAID：功能都依赖于主机CPU完成,没有第三方的控制处理器和I/O芯片。

硬件RAID：有专门的RAID控制处理器和I/O处理芯片来处理RAID任务，不需占用主机CPU资源。

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