RAID磁盘阵列的原理
RAID概念
磁盘阵列(Redundant Arrays of Independent Disks,RAID),有“独立磁盘构成的具有冗余能力的阵列”之意。磁盘阵列是由很多价格较便宜的磁盘,以硬件(RAID卡)或软件(MDADM)形式组合成一个容量巨大的磁盘组,利用多个磁盘组合在一起,提升整个磁盘系统效能。利用这项技术,将数据切割成许多区段,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,将数据经计算后重新置入新硬盘中。
注:RAID可以预防数据丢失,但是它并不能完全保证数据不会丢失,所以大家使用RAID的同时还是注意重要数据的备份。
RAID的创建的两种方式
软RAID:通过操作系统来实现
硬RAID:使用硬件阵列卡实现 (企业用的最多的是raid1、raid5、raid10)
RAID常见几种类型
RAID类型 |
最低磁盘个数 |
空间利用率 |
各自的优缺点 |
|
级 别 |
说 明 |
|||
RAID0 |
条带卷 |
2+ |
100% |
读写速度快,不容错 |
RAID1 |
镜像卷 |
2 |
50% |
读写速度一般,容错 |
RAID5 |
带奇偶校验的条带卷 |
3+ |
(n-1)/n |
读写速度快,容错,允许坏一块盘 |
RAID6 |
带奇偶校验的条带集,双校验 |
4+ |
(n-2)/n |
读写快,容错,允许坏两块盘 |
RAID10 |
RAID1的安全+RAID0的高速 |
4 |
50% |
读写速度快,容错 |
RAID50 |
RAID5的安全+RAID0的高速 |
6 |
(n-2)/n |
读写速度快,容错 |
RAID基本思想
把几块硬盘通过一定的组合方式,成为一个新的硬盘阵列组,从而使它能够达到高性能硬盘的要求。
其中三个关键技术:
1.镜像:提供了数据的安全性。
2.chunk条带:块大小=条带的粒度,提高了I/O性能,提供数据的并发性。
3.数据校验:提供数据的安全性。
RAID相对于单个磁盘的优点:
RAID-0的工作原理:
条带(strping):最早出现的RAID模式
磁盘数量:需2块以上,容量大小最好相同,最简单的组合方式
特点:成本低,可以提高整个磁盘的性能和吞吐量,速度快,没有冗余和错误修复能力,空间利用率是100%
RAID-1的工作原理:
镜像(mirroring):需要2块磁盘以上
原理:把一块磁盘的数据镜像到另一块磁盘上,也就是数据在写入一块磁盘的时间,会在另一块闲置的磁盘上生成镜像文件(同步)
raid大小等于两块raid分区中容量最小的(最好将分区大小分为一样)、数据有冗余,存储时同时写入两块磁盘,实现了数据备份磁盘利用率50%
RAID-5的工作原理:
需要3块或以上磁盘,可以提供热备盘实现故障恢复,损坏1块没问题,同时损坏2块,会造成数据的损坏
空间利用率:(n-1)/n
奇偶校验信息的作用:
当RAID5的一块磁盘数据发生损坏时,利用剩下的数据和奇偶校验信息去恢复被损坏的数据
嵌套RAID级别
RAID-10 镜像+条带
RAID 10是将镜像和条带进行两级组合的RAID级别,第一级是RAID1镜像对,第二级为RAID0.比如现在有8块盘,它是先两两做镜像,形成了新的4块盘,然后对这四块盘做RAID0.当RAID10有一块硬盘受损其余硬盘会继续工作,这个时候受影响的硬盘只有2块。
综合几个方案,可以发现,RAID5是最佳选择
RAID硬盘失效处理
两种处理办法:热备和热插拔
热备:HotSpare
定义:当冗余的RAID组中有一块硬盘失效,在不干预当前RAID组正常使用的情况下,用RAID组中另外一块备盘自动顶替失效的硬盘,保证RAID组的冗余性。
专用式:备用硬盘为系统中某一组冗余RAID组专用。
全局式:备用硬盘为系统中所有的冗余RAID组共享.(如下图)
热插拔:HotSwap
在不影响系统的正常使用情况下,用正常的物理盘去替换RAID组中失效的硬盘。
-------------------历经天华成此景,世间万事出艰辛!-----------------------
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