RAID 0(stripe,条带化存储):在RAID级别中最高的存储性能.

原理:是把连续的数据分散到多个磁盘上存取,系统有数据请求就可以被多个磁盘并行的执行,每个磁盘执行属于他自己的那部分数据请求。这种数据上的并行操作可以充分利用总线的带宽,显著提高磁盘整体存取性能。

磁盘空间=磁盘总量=100%

需要的磁盘数>=2

读写性能=优秀=磁盘个数(n)*I/O速度=n*100%

块大小=每次写入的块大小=2的n次方=一般为2~512kb

优点: 1. 充分利用I/O总线性能使其带宽翻倍,读写速度翻倍。

  1. 充分利用磁盘空间,利用率为100%。

缺点: 1. 不提供数据冗余。

  1. 无数据检验,不能保证数据的正确性。
  2. 存在单点故障。

应用场景:

  1. 对数据完整性要求不高的场景,如:日志存储,个人娱乐。
  2. 要求读写效率高,安全性要求不高,如图像工作站。

RAID 1(Mirror,镜像存储):是磁盘阵列中单位成本最高的,磁盘利用率最低,但提供了很高的数据安全性和可用性。

原理:将一个两块硬盘所构成RAID磁盘阵列,其容量仅等于一块硬盘的容量,因为另一块只是当做数据“镜像”通过镜像实现数据冗余,成对的独立磁盘上产生互为备份的数据。当原始数据繁忙时,可直接从镜像拷贝中读取数据,因此RAID1可以提高读取性能。当一个磁盘失效时,系统可以自动切换到镜像磁盘上读写,而不需要重组失效的数据。最大允许互为镜像内的单个磁盘故障,如果出现互为镜像的两块磁盘故障则数据丢失。

磁盘空间=磁盘总量/2=50%

需要的磁盘数(n)>=2*n

读性能=优秀=I/O性能*n=200%

写性能=正常=I/O性能=100%

优点:

  1. 提供数据冗余,数据双倍存储。
  2. 提供良好的读性能

缺点:

  1. 无数据校验。
  2. 磁盘利用率低,成本高。

应用场景:

  1. 存放重要数据,如数据存储领域。

RAID 2:RAID 0的优化版本

原理:每次读写需要全组磁盘联动,提供汉明码错误校验机制,将数据进行编码后分区为独立的位,并将数据分别写入硬盘中。因为在数据中加入了错误修正码,输出数据的速率与驱动器组中速度最慢的相等。

磁盘空间<=磁盘总量

需要的磁盘数>=3

数据单位=字节

优点:

  1. 有数据校验机制
  2. 磁盘的寻道时间减少

缺点:

  1. 目前应用场景不多,基本被淘汰。
  2. 成本高。

应用场景:影像处理或者CAD/CAM的工作站

RAID 3:类似于RAID 2

原理:采用Bit-interleaving(数据交错存储)技术,它需要通过编码再将数据位分区后分别存在硬盘中,而将同位检查后单独存在一个硬盘中,但由于数据内的位分散在不同的硬盘上,因此就算要读取一小段数据资料都可能需要所有的硬盘进行工作,所以这种规格比较适于读取大量数据时使用。

磁盘空间=n-1

需要的磁盘数>=n+1

数据单位=字节

写性能=一般

读性能=良好

优点:

有数据校验机制

缺点:

校验盘很容易成为整个系统的瓶颈

应用场景:

  1. 写操作较少,读操作较多的应用环境,如:数据库、WEB服务器等。
  2. 适合大文件类型且安全性要求较高的应用,如视频编辑、硬盘播出机、大型数据库等。

RAID 4:与RAID 3类似

原理:RAID 4和RAID 3很像,数据都是依次存储在多个硬盘之上,奇偶校验码存放在独立的奇偶校验盘上,唯一不同的是,数据分割上RAID 3对数据的访问时按位进行的,RAID4是以数据块为单位。

磁盘空间=n-1

需要的磁盘数>=n+1

写性能=差

数据单位=块(扇区)

优点:

  1. 按块存储可以保证块的完整
  2. 有校验机制

缺点:

  1. 写效率差,每次写入需要生成校验
  2. 硬盘损耗高

应用场景:

对数据安全性高的环境,同RAID3

RAID 5:奇偶校验(XOR),RAID 0和RAID 1的折中方案。

原理:数据以块分段条带化存储。校验信息交叉地存储在所有的数据盘上。数据和相对应的奇偶校验信息存储到组成RAID5的各个磁盘上,并且奇偶校验信息和相对应的数据分别存储于不同的磁盘上,其中任意N-1块磁盘上都存储完整的数据。

磁盘空间=n-1

需要的磁盘数>=3

读写性能≈优秀=磁盘个数(n)*I/O速度=n*100%

优点:

  1. 读写性能高
  2. 有校验机制
  3. 磁盘空间利用率高

缺点:

磁盘越多安全性越差

应用场景:

安全性高,如金融、数据库、存储等、

RAID 6:与RAID 5相比,RAID 6增加了第二个独立的奇偶校验信息块。双重奇偶校验

原理:两个独立的奇偶系统使用不同的算法,数据的可靠性非常高,即使两块磁盘同时失效也不会影响数据的使用。但RAID 6需要分配给奇偶校验信息更大的磁盘空间,写性能比RAID5差。

磁盘空间 = n-2

需要的磁盘数 ≥ 4

优点:

1、  良好的随机读性能

2、  有校验机制

缺点:

1、  写入速度差

2、  成本高

应用场景:

对数据安全级别要求比较高的企业

RAID 7:RAID 7并非公开的RAID标准,而是Storage ComputerCorporation公司的专利硬体产品名称。是一个完整的存储阵列。RAID 7有自身的实时操作系统用来管理阵列。

原理:

1、  物理上RAID 7主要包括两部分:一个运行实时操作系统的控制器;二.多个Channel磁盘组。

2、  逻辑上 RAID 7类似于RAID3和RAID4。磁盘分布于多个Channel,一个Channel包含一组磁盘,校验盘可以分布于任意Channel。Channel之间通过X-BUS连接。

3、  异步IO。IO读写操作以及奇偶校验都直接在缓存里面完成。控制器负责数据从缓存写入磁盘。

4、  可以根据需求,将部分磁盘配置为Hot Standy模式。

5、  提供SNMP远程监控管理功能。

优点:

1、  性能好,IO延迟低

缺点:

1、成本高

应用场景:

对存储性能要求高且没有高端技术团队的公司

RAID 01:RAID 0和RAID 1的组合形式

原理:先做RAID 0再将RAID 0组合成RAID 1,拥有两种RAID的特性。

磁盘空间= n/2 = 50%

4 ≥ 需要的磁盘数 ≥ 2*n

读写性能 = RAID0

优点:

1、  较高的IO性能

2、  有数据冗余

3、  无单点故障

缺点:

1、  成本稍高

2、  安全性比RAID 10 差

应用场景:

特别适用于既有大量数据需要存取,同时又对数据安全性要求严格的领域,如银行、金融、商业超市、仓储库房、各种档案管理等。

RAID 10:RAID 0和RAID 1的组合形式

原理:先做RAID 1再将RAID 1组合成RAID 0,拥有两种RAID的特性,安全性高

磁盘空间=n/2=50%

4≤ 需要的磁盘数 ≥ 2*n

优点:

  1. RAID 10的读性能将优于RAID 01
  2. 较高的IO性能
  3. 有数据冗余
  4. 无单点故障
  5. 安全性高

缺点:

成本稍高

应用场景:特别适用于既有大量数据需要存取,同时又对数据安全性要求严格的领域,如银行、金融、商业超市、仓储库房、各种档案管理等。

RAID 50:RAID 50也被称为镜像阵列条带

原理先做RAID 5再将RAID 5组合成RAID 0,拥有两种RAID的特性。

需要的磁盘数≥ 6

RAID 53:一个镜射条带数组,硬盘里其中一个条带就是一个由3组以上的RAID 5组成RAID 3硬盘阵列

原理:先做RAID 5再将RAID 5组合成RAID 3,拥有两种RAID的特性。

需要的磁盘数≥ 6+1

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