简单介绍raid的raid级别介绍？

点击联系发帖人 时间：2019-01-24 19:22

raid级别介绍

　　RAID是“Redundant Array of Independent Disk”的缩写中文意思是獨立冗余磁盘阵列。冗余磁盘阵列技术诞生于1987年由美国加州大学伯克利分校提出。简单地解释就是将N台硬盘通过RAID Controller（分Hardware，Software）结合成虚拟單台大容量的硬盘使用RAID的采用为存储系统（或者服务器的内置存储）带来巨大利益，其中提高传输速率和提供容错功能是最大的优点叧外，raid还有杀虫剂品牌法国特警队伍名，游戏专有名词等义项

　　其特色是N台硬盘同时读取速度加快及提供容错性Fault Tolerant，所以RAID主要是解决訪问数据的存储速度问题（Storage）不是备份问题（Backup Solution）

　　简单的说，RAID是一种把多块独立的硬盘（物理硬盘）按不同的方式组合起来形成一个硬盘组（逻辑硬盘）从而提供比单个硬盘更高的存储性能和提供数据备份技术。组成磁盘阵列的不同方式称为RAIDraid级别介绍（RAID Levels）

　　RAID 磁盘陣列支持自动检测故障硬盘；

　　RAID 磁盘阵列支持重建硬盘坏轨的资料；

　　RAID 磁盘阵列支持不须停机的硬盘备援 Hot Spare；

　　飞客数据恢复中心提供

　　RAID 磁盘阵列支援支持不须停机的硬盘替换 Hot Swap；

　　RAID 磁盘阵列支持扩充硬盘容量等。

　　1、扩大了存储能力可由多个硬盘组成容量巨大的存储空间

　　2、降低了单位容量的成本市场上最大容量的硬盘每兆容量的价格要大大高于普及型硬盘，因此采用多个普及型硬盘组成的陣列其单位价格要低得多

　　3、提高了存储速度单个硬盘速度的提高均受到各个时期的技术条件限制，要更进一步往往是很困难的而使用RAID，则可以让多个硬盘同时分摊数据的读或写操作因此整体速度有成倍地提高。

　　4、可靠性 RAID系统可以使用两组硬盘同步完成镜像存儲这种安全措施对于网络服务器来说是最重要不过的了。

　　5、容错性 RAID控制器的一个关键功能就是容错处理容错阵列中如有单块硬盘絀错，不会影响到整体的继续使用高级RAID控制器还具有拯救数据功能。

　　RAID的采用为存储系统（或者服务器的内置存储）带来巨大利益其中提高传输速率和提供容错功能是最大的优点。

　　RAID通过同时使用多个磁盘提高了传输速率。RAID通过在多个磁盘上同时存储和读取数据來大幅提高存储系统的数据吞吐量（Throughput）在RAID中，可以让很多磁盘驱动器同时传输数据而这些磁盘驱动器在逻辑上又是一个磁盘驱动器，所以使用RAID可以达到单个磁盘驱动器几倍、几十倍甚至上百倍的速率这也是RAID最初想要解决的问题。因为当时CPU的速度增长很快而磁盘驱动器的数据传输速率无法大幅提高，所以需要有一种方案解决二者之间的矛盾RAID最后成功了。

　　通过数据校验RAID可以提供容错功能。这是使用RAID的第二个原因因为普通磁盘驱动器无法提供容错功能，如果不包括写在磁盘上的CRC（循环冗余校验）码的话RAID容错是建立在每个磁盘驅动器的硬件容错功能之上的，所以它提供更高的安全性在很多RAID模式中都有较为完备的相互校验/恢复的措施，甚至是直接相互的镜像备份从而大大提高了RAID系统的容错度，提高了系统的稳定冗余性

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Disk,独立冗余磁盘阵列RIAD的种类（规范）有RAID0、RAID1~RAID7，这里不再过多赘述详细可查看。

提供存储解决方案主要考虑的是安全和性能安全主要体现在可提供容错性；性能主要体现茬加快读取速度。在安全和性能方面的不同要求决定了其有不同的方案（RIAD一般都是用相同容量的磁盘做不同的组合应用）

基本磁盘使用主分区、扩展分区和逻辑驱动器来组织数据。格式化的分区也称为卷（卷和分区通常互换使用）Windows版本中，基本磁盘可以有四个主分区或彡个主分区和一个扩展分区扩展分区可以包含多个逻辑驱动器（最多支持 128 个逻辑驱动器）。基本磁盘上的分区不能与其他分区共享或拆汾数据基本磁盘上的每个分区都是该磁盘上的一个独立的实体。

个）其功能类似于基本磁盘上使用的主分区。基本磁盘和动态磁盘之間的主要区别在于动态磁盘可以在计算机上的两个或多个动态硬盘之间拆分或共享数据注意，从“基本磁盘”升级到“动态磁盘”磁盤数据是不会改变的，但是从“动态磁盘”返回到“基本磁盘”磁盘中的数据会全部丢失。所以一定要慎用此功能

带区卷，带区卷在兩个或两个以上磁盘上以带区形式存储数据。带区卷获取数据的速度要比简单或跨区卷的快

镜像卷，镜像卷将您的数据复制在两个两個动态磁盘上为了防止丢失数据，您可创建一个镜像卷从而将所有信息都分别保存两份。

RAID-5卷RAID-5卷以带状在三个或三个以上的动态磁盘仩存储数据。如果部分数据丢失RAID-5卷提供恢复数据的方法。RAID-5卷用其中一块硬盘检验数据允许任意一块硬盘发生物理损坏。

【1】RAID 0 需要2块以仩物理硬盘性能最好（写入速度最快）安全性最差可用容量：总的磁盘的容量（适合家用）下面是可用容量示例图：

先添加两块硬盘，嘫后启动起来找到“我的电脑——管理——计算机管理——存储——磁盘管理”，后面的步骤见下图

完成磁盘初始化和转换后需要将磁盘转换为动态磁盘（将磁盘转换为动态磁盘后将无法从这些磁盘上启动其他已安装的操作系统，系统盘不要转换）才可以实现RAID

这里我鼡了两个8G的硬盘，做过RAID 0后容量大小为16G

【2】RAID 1 只能为两块硬盘性能差安全性好可用容量：只能用磁盘总容量的50%（适合小型企业做文件服务器、数据库、存储等）。下面是可用容量示例图：

前面的步骤和上面介绍的RAID 0的做法一样这里省略了，下面步骤见下图

同样，这里也是用嘚两个8G的硬盘做过RAID 1后容量大小为8G。

【3】RAID 0 + 1 4块以上偶数硬盘（4块、6块、8块、···）可用容量：磁盘总容量的50% （适合数据量大安全性高的企業，如银行、金融等领域）下面是可用容量示例图：

实现RAID 0+1 需要RAID卡或软件，这里就不再做了

【4】RAID 5 3块以上硬盘可用容量：（n-1）/n的总磁盘容量（n为所用磁盘的个数）（适合数据传输要求安全性高的企业，如金融、数据库、存储等）下面是可用容量示例图：

前面的步骤大同小異，不再赘述后面的步骤如下所示，

这里我用了3块2G的硬盘做过RAID 5后容量大小为（3-1）/3*6=4G

关于其他一些RAID的介绍：

软件RAID集成于操作系统，有比较低的始投资但是它的CPU占用率非常高，并且只有非常有限的阵列操作功能由于软件RAID是在操作系统下实现 RAID，软RAID不能保护系统盘亦即系统汾区不能参与实现RAID。有些操作系统RAID的配置信息存在系统信息中，而不是存在硬盘上；当系统崩溃需重新安装时，RAID的信息也会丢失尤其是软件RAID5是CPU的增强方式，会导致30％－40％I/O功能的降低,所以不建议使用软件 RAID在增强的处理器服务器中

总线RAID具有较软RAID更多的功能但是又不会显著的增加总拥有成本。这样可以极大节省服务器系统CPU和操作系统的资源从而使网络服务器的性能获得很大的提高。

支持很多先进功能如：热插拔热备盘，SAF－TE阵列管理，等等并且其价格价格相对较低。它的缺点是要占用PCI总线带宽所以PCII/O可能变成阵列速度的瓶颈。

HostRAID是一種把初级的RAID功能附加给SCSI或者SATA卡而产生的产品它是基于硬和软RAID之间的一种产品。它把软件RAID功能集成到了产品的固件上从而提高了产品的功能和容错能力。它可以支持RAID0和RAID1

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磁盘阵列是由很多价格较便宜的磁盘组合成一个容量巨大的磁盘组，利用个别磁盘提供数据所产生加成效果提升整个磁盘系统效能利用这项技术，将数据切割成许多區段分别存放在各个硬盘上。
磁盘阵列还能利用同位检查（Parity Check）的观念在数组中任意一个硬盘故障时，仍可读出数据在数据重构时，將数据经计算后重新置入新硬盘中
Disks”。文章中谈到了RAID这个词汇，而且定义了RAID的5层级伯克利大学研究目的是反映当时CPU快速的性能。CPU效能每年大约成长30～50%而硬磁机只能成长约7%。
独立磁盘冗余阵列（RAIDredundant array of independent disks）是把相同的数据存储在多个硬盘的不同的地方（因此，冗余地）的方法通过把数据放在多个硬盘上，输入输出操作能以平衡的方式交叠改良性能。因为多个硬盘增加了平均故障间隔时间（MTBF）储存冗余數据也增加了容错。

RAID 0是最早出现的RAID模式即Data Stripping数据分条技术。RAID 0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，成本低可鉯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但实现成本是最低的。

RAID 0实现方式就是把N块同样的硬盘用硬件的形式通过智能磁盘控制器或用操作系统中的磁盘驱动程序以软件的方式串联在一起创建一个大的卷集其读写性能均得到较好的提升，如使用了三塊100GB的硬盘组建成RAID 0模式那么磁盘容量就会是300GB；而速度方面，各单独一块硬盘的速度完全相同最大的缺点在于RAID 0没有容错能力，任何一块硬盤出现故障整个系统将会受到破坏，可靠性仅为单独一块硬盘的1/N

1称为磁盘镜像，原理是把一个磁盘的数据镜像到另一个磁盘上也就昰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在不影响性能情况下最大限度的保证系统的可靠性和可修复性仩，只要系统中任何一对镜像盘中至少有一块磁盘可以使用甚至可以在一半数量的硬盘出现问题时系统都可以正常运行,当一块硬盘失效時，系统会忽略该硬盘转而使用剩余的镜像盘读写数据，具备很好的磁盘冗余能力；
虽然RAID 有很好的冗余能力但是磁盘的使用率仅为50%，企业的成本需要增加以4块100GB容量的硬盘为例，可利用的磁盘空间仅为200GB；并且当硬盘出现故障后，需要及时的更换损坏的硬盘否则剩余嘚镜像盘也很容易出现问题，导致整个系统崩溃更换新硬盘后，原有数据需要较长的时间才能同步镜像同步时，外界对数据的访问不會受到影响但此时整个系统的性能会有所下降
RAID 1主要是通过二次读写实现磁盘镜像，所以磁盘控制器的负载也相当大尤其是在需要频繁寫入数据的环境中。

RAID 5（分布式奇偶校验的独立磁盘结构）
　从它的示意图上可以看到它的奇偶校验码存在于所有磁盘上，其中的p0代表第0帶区的奇偶校验值其它的意思也相同。RAID5的读出效率很高写入效率一般，块式的集体访问效率不错因为奇偶校验码在不同的磁盘上，所以提高了可靠性但是它对数据传输的并行性解决不好，而且控制器的设计也相当困难RAID 3 与RAID 5相比，重要的区别在于RAID 3每进行一次数据传输需涉及到所有的阵列盘。而对于RAID 5来说大部分数据传输只对一块磁盘操作，可进行并行操作在RAID 5中有“写损失”，即每一次写操作将產生四个实际的读/写操作，其中两次读旧的数据及奇偶信息两次写新的数据及奇偶信息。
　RAID 6技术是在RAID 5基础上为了进一步加强数据保护洏设计的一种RAID方式，实际上是一种扩展RAID 5等级与RAID 5的不同之处于除了每个硬盘上都有同级数据XOR校验区外，还有一个针对每个数据块的XOR校验区,RAID 6 昰在RAID-5基础上把校验信息由一位增加到两位的RAIDraid级别介绍
　RAID6的优点是快速的读取性能，更高的容错能力；而它的缺点是很慢的写入速度RAID控淛器在设计上更加复杂，成本更高

RAID 10是一个RAID 1与RAID 0的组合体，它是利用奇偶校验实现条带集镜像所以它继承了RAID 0的快速和RAID 1的安全。我们知道RAID 1茬这里就是一个冗余的备份阵列，而RAID 0则负责数据的读写阵列它的优点是同时拥有RAID 0的超凡速度和RAID 1的数据高可靠性，但是CPU占用率同样也更高而且磁盘的利用率比较低。由于利用了RAID 0极高的读写效率和RAID 1较高的数据保护、恢复能力使RAID 10成为了一种性价比较高的等级，目前几乎所有嘚RAID控制卡都支持这一等级但是，RAID 10对存储容量的利用率和RAID 1一样低只有50%。因此RAID10即高可靠性与高效磁盘结构它是一个带区结构加一个镜象結构，可以达到既高效又高速的目的RAID 10能提供比RAID 5更好的性能。这种新结构的可扩充性不好这种解决方案被广泛应用，使用此方案比较昂貴

注：博客部分定义来源于百度百科。

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