RAID原理基础

RAID原理基础

RAID原理基础： 内存的速度可以达到5G每秒。甚至更高 现代硬盘的缺陷：IO性能极弱，稳定性极差； RAID:廉价磁盘冗余阵列技术是通过该多磁盘并行运行来提高计算机的存储IO性能。 RAID分为很多种类，称之为RIAD级别。现代RIAD共有7类，常用的有以下四类： RAID 0 读写性能 RAID 1 读取性能、冗余性（空间利用率最高，性能最高） RAID 5 读写性能、冗余性 （最多损坏1块硬盘） RAID 6 读写性能、冗余性 （最多损坏2块硬盘） RAID 0 最少使用 2 块硬盘；将数据分开读写到多块硬盘的方式来提高读写性能。读写速度是所有硬盘的速度之和。空间利用率也是所有硬盘空间之和、没有冗余能力。 RAID 1 也是最少使用 2 块硬盘。写数据时，将数据复制写到多块硬盘。读数据时，为了提供冗余性，同时从多块硬盘读取数据，提高了读取的性能。优点：读性能强，写性能微弱。冗余能力最强. 缺点：磁盘利用率比较低，空间利用率为磁盘中最小的那块。 RAID 5 最少使用3块硬盘，与RAID相似，读写数据时会将数据分布式的读写到所有硬盘上。写数据时会对数据进行奇偶校验运算；将校验信息同时保存在硬盘上，校验信息用于数据恢复时使用。读性能很强与RAID 0接近。写性能较RAID0弱一些；最多可以接受1块硬盘的损坏。 空间利用率为1-1/n（1/n代表奇偶校验所占的空间） RAID 6 最少使用4块硬盘。RAID 6 与RAID 5类似。读写数据时也是将数据分布式的读写到硬盘上，和RAID 5 类似进行奇偶校验，但是比RAID 5 多保存一份校验信息。 所以冗余性能比RAID 5 强。空间利用率1-2/n 读写性能接近RAID 5 读性能稍微比RAID 5 弱一点，最多可以损坏2块硬盘。 RAID 的实现方法有两种： 软件RAID 通过系统功能或者RAID软件实现，没有独立硬件接口，需要占用一定的系统资源，受操作系统稳定性影响。 硬件RAID 通过独立的RAID硬件卡实现，稳定性比软件RAID要强，不需要占用其他硬件资源。

RAID 样式？

外接式磁盘阵列柜：最常被使用大型服务器上，具可热抽换（Hot Swap）的特性，不过这类产品的价格都很贵。

内接式磁盘阵列卡：因为价格便宜，但需要较高的安装技术，适合技术人员使用操作。

利用软件来仿真：由于会拖累机器的速度，不适合大数据流量的服务器。

四、RAID 分类？

RAID 0 数据分条（条带）盘 --- 只需要2块以上的硬盘，成本低，可以提高整个磁盘的性能和吞吐量

striping（条带模式），至少需要两块磁盘，做RAID分区的大小最好是相同的（可以充分发挥并优势）;而数据分散存储于不同的磁盘上，在读写的时候可以实现并发，所以相对其读写性能最好；但是没有容错功能，任何一个磁盘的损坏将损坏全部数据；

RAID 1  磁盘镜像盘 --- 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

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），可增加热备盘提供一定的备份能力；数据有冗余，在存储时同时写入两块硬盘，实现了数据备份；但相对降低了写入性能，但是读取数据时可以并发，几乎类似于raid-0的读取效率；

RAID 2与RAID 3类似 海明码检验盘 --- 在数据发生错误的情况下将错误校正，以保证输出的正确性

RAID 3 奇偶校验码的并行传送 --- 只能查错不能纠错

RAID 4 带奇偶校验码的独立磁盘结构 --- 对数据的访问是按数据块进行的，也就是按磁盘进行的，RAID3是一次一横条，而RAID4一次一竖条

RAID 5 分布式奇偶校验的独立磁盘结构

需要三块或以上硬盘，可以提供热备盘实现故障的恢复；采用奇偶效验，可靠性强，且只有同时损坏两块硬盘时数据才会完全损坏，只损坏一块硬盘时，系统会根据存储的奇偶校验位重建数据，临时提供服务；此时如果有热备盘，系统还会自动在热备盘上重建故障磁盘上的数据；

RAID 6 带有两种分布存储的奇偶校验码的独立磁盘结构

RAID 7 优化的高速数据传送磁盘结构 --- 高速缓冲存储器

这是一种新的RAID标准，其自身带有智能化实时操作系统和用于存储管理的软件工具，可完全独立于主机运行，不占用主机CPU资源。RAID 7可以看作是一种存储计算机（Storage Computer），它与其他RAID标准有明显区别。     

RAID 1+0 高可靠性与高效磁盘结构

RAID 0+1 高效率与高性能磁盘结构

RAID１+０与RAID０+１的区别：

RAID 1+0是先镜射再分区数据，再将所有硬盘分为两组，视为是RAID 0的最低组合，然后将这两组各自视为RAID 1运作。RAID 0+1则是跟RAID 1+0的程序相反，是先分区再将数据镜射到两组硬盘。它将所有的硬盘分为两组，变成RAID 1的最低组合，而将两组硬盘各自视为RAID 0运作。性能上，RAID 0+1比RAID 1+0有着更快的读写速度。可靠性上，当RAID 1+0有一个硬盘受损，其余三个硬盘会继续运作。RAID 0+1 只要有一个硬盘受损，同组RAID 0的另一只硬盘亦会停止运作，只剩下两个硬盘运作，可靠性较低。因此，RAID 10远较RAID 01常用，零售主板绝大部份支持RAID 0/1/5/10，但不支持RAID 01。

五、常见 RAID 总结？

RAID Level 性能提升 冗余能力 空间利用率 磁盘数量（块）

RAID 0 读、写提升 无 100% 至少2

RAID 1 读性能提升，写性能下降 有 50% 至少2

RAID 5 读、写提升 有 （n-1）/n% 至少3

RAID 1+0 读、写提升 有 50% 至少4

RAID 0+1 读、写提升 有 50% 至少4

RAID 5+0 读、写提升 有 （n-2）/n% 至少6

Debian软RAID安装笔记 - 使用mdadm安装RAID1

常用RAID技术介绍以及示例演示(多图)

Linux实现最常用的磁盘阵列-- RAID5

RAID0+1和RAID5的性能测试结果

Linux入门教程：磁盘阵列（RAID）

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