RAID类型:什么是RAID以及应该使用哪种RAID级别

戴夫更新于2022年7月25日至知识中心

近年来,企业一直在稳步增加基于软件的存储组件。RAID可以提高存储容量,最大限度地降低数据丢失的危险。一些企业正在使用软件RAID,而不是硬件RAID。

顾名思义,操作系统管理软件RAID,而外部控制器控制硬件RAID。此外,它们的价格、质量和访问速度各不相同。

多个存储设备(阵列)通过将一台或多台计算机连接到阵列的控制器组合成单个虚拟存储资源。

什么是RAID

RAID是一种提高吞吐量和可靠性的数据存储方法。这是独立驱动器冗余阵列(RAID)或廉价磁盘冗余阵列(RAID)的旧且不常用的首字母缩写。在RAID设置中,多个硬盘并行工作。

raid技术

可能使用硬盘。然而,ssd也变得流行起来(固态硬盘)。RAID级别不同,各有优缺点。它不受行业协会或标准机构的监管。

因此,企业偶尔会提出自己独特的数字和实现方法是可以理解的。例如,您可以使用驱动程序或单独的卡来实现RAID功能并管理系统中的设备(硬件RAID控制器)。

SATA、SCSI、IDE和FC只是RAID系统(光纤通道)使用的几个接口。术语“JBOD”指的是存储系统中的磁盘集合。

这些硬盘不属于某个RAID级别,作为独立的硬盘使用。例如,带有交换文件或假脱机数据的驱动器通常以这种方式进行分区。

RAID功能

RAID由三个基本特性组成:

分段—通过将数据部分写入一个磁盘,部分写入另一个磁盘,减少读写访问时间,提高I/O性能。

镜像—当硬盘故障时,数据会复制到另外两个硬盘(RAID 1)上,避免数据丢失。

奇偶校验—使用奇偶校验(RAID 5或RAID 6)时,检查两个硬盘上的数据,检查结果存储在第三个硬盘上。将故障硬盘更换为正常硬盘后,可以恢复丢失的数据。

RAID级别可以组合为10、50和60。

标准RAID级别

RAID技术分为多个级别,每个级别提供速度、安全性和性价比。RAID分为8个级别,分别为RAID 0、1、2、3、4、5、6、10。下面将详细解释每个级别:

RAID 0

数据被划分为块,并以RAID 0的分散方式写入多个驱动器。条带化是将数据放到每个磁盘上的过程的另一个术语。

由于可以并行访问存储在多个驱动器上的数据,因此可以实现高级性能。但是,如果磁盘出现故障,则无法恢复。

RAID 1

这个级别被称为“镜像”,因为它同时将数据从一个磁盘传输到另一个磁盘。即使访问速度没有提高,数据也会自动复制,从而降低数据丢失或系统中断的风险。

RAID 1是一种故障安全配置。在发生磁盘故障时,另一个自动接管,允许不间断的操作。

突袭2

ECC (Error Correction Codes)是RAID 2的一个特性,通常称为汉明码(Hamming Codes)。(以贝尔实验室的理查德·汉明的名字命名,他发明了它们)。

它们使得发现和修复数据中的错误成为可能。数据的位或字节单位存储在单独的专用数据磁盘上。

RAID 3

RAID 3数据以比特或字节的形式复制到多个专用数据磁盘上。一个专用的奇偶校验驱动器用于存储每个数据扇区的奇偶校验信息。

RAID 4

数据的重新创建是使用raid0分条和raid4中的奇偶校验驱动器实现的。专用的数据磁盘驱动器存储单元数据块,而单个校验磁盘用于存储所有校验信息。

RAID 5

今天,RAID 5是最流行的RAID技术。但是,当使用RAID 4时,需要一个特殊的校验磁盘,这可能会导致I/O集中在该磁盘上。

尽管RAID 5分离数据并产生类似于RAID 4的校验信息,但与RAID 4不同的是,校验数据是在多个驱动器上独立记录的。

RAID 6

RAID 6中的双奇偶校验允许从同一RAID组中的两个故障硬盘欧宝体育app登录软件同时恢复数据。

由于奇偶校验更新分布在多个驱动器上,因此RAID 6和RAID 5同时允许大量写入命令。与RAID 4相比,该特性具有更好的性能。

RAID 10

从本质上讲,RAID 10是一个分层的阵列,包含RAID 1集的RAID 0;换句话说,它是RAID阵列的RAID阵列。因此,该RAID级别包含了RAID 0和RAID 1的一些优点。

随着阵列中磁盘数量的增加,读写的I/O性能都会提高。阵列中的磁盘越多,读速度越快,而写速度则随着RAID 1组的数量而增加。

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RAID级别比较

下面是不同RAID级别的比较,以便您更好地理解:

RAID级别 最小驱动器数 描述 的优势 弱点
RAID 0 2 无冗余的数据条带化 最高的性能 没有数据保护;一个硬盘故障,所有数据都会丢失
RAID1 2 磁盘镜像 性能非常高;极高的数据保护;对写性能的影响非常小 高冗余成本开销;因为所有数据都是重复的,所以需要两倍的存储容量
RAID2 不在局域网中使用 没有实际用途 以前用于RAM错误环境更正(称为汉明码)和在磁盘驱动器中使用嵌入式错误更正之前 没有实际用途;RAID 3具有相同的性能,但成本较低
RAID3 3. 使用专用奇偶校验驱动器进行字节级数据条带化 对于大型连续数据请求具有出色的性能 不太适合面向事务的网络应用程序;单个奇偶校验驱动器不支持多个同时的读写请求
RAID4 3(应用不广泛) 使用专用奇偶校验驱动器进行块级数据条带化 数据条带化支持多个并发读请求 写请求遭受与RAID 3相同的单校验驱动器瓶颈;RAID 5以相同的成本提供相同的数据保护和更好的性能
RAID5 3. 使用分布式奇偶校验的块级数据条带化 为面向事务的网络提供最佳的成本/性能;非常高性能,非常高的数据保护;支持多个同步读写;是否也可以针对大型顺序请求进行优化 写性能比RAID 0或RAID 1慢
RAID6 4 输入/输出(I/O)操作通过将数据放在多个磁盘上并允许它们重叠来实现平衡。 与RAID 5一样,读取数据事务非常快。 驱动器故障会影响吞吐量,尽管这仍然是可以接受的。
RAID10 4 RAID 0(数据条带)和RAID 1(镜像)的组合 最高的性能,最高的数据保护(可容忍多个驱动器故障) 高冗余成本开销;因为所有的数据都是重复的,所以需要两倍的存储容量;它至少需要四个驱动器

读也:RAID 0和RAID 1,哪个更好?你的答案在这里安装指南

RAID技术的应用

以下是需要了解的三种RAID技术应用:

1.达斯

在数字存储系统(DAS)中,通常使用数据存储设备作为主要存储组件(一个或多个硬盘驱动器)。

主机总线适配器将DAS直接连接到服务器或工作站,不需要网络。因此,与其他两种存储方式相比,DAS系统具有最快的运行速度。

2.NAS

NAS (Network Attached Storage)是指可以通过网络地址访问的服务器。简单地说,网络附加存储(NAS)系统用于在众多计算机之间存储数据。

信息可以从网络或因特网上的任何计算机上获得。NAS存储设备作为服务器分发文件。

3.圣

使用SAN(专门用于此目的的高性能存储系统)在块级别的存储设备和服务器之间移动数据是可能的。

它结合了DAS的速度和灵活性,以及基于nas的存储的可靠性和灵活性。因此,复杂的、任务关键型的企业应用程序和数据库可能会从SAN存储中大大受益。

大型企业、数据中心和虚拟计算环境经常使用存储网络或san。

阵列维护建议

以下是一些阵列的维护技巧,从长远来看可以帮助您:

配置热备盘

当虚拟硬盘损坏时,可以使用物理硬盘作为热备盘进行数据恢复。热备份仍然处于备用状态。使用冗余虚拟硬盘指定热备盘更换故障物理硬盘时,不需要中断系统,也不需要人工干预。

除非您有备份,否则如果没有冗余虚拟磁盘可用,故障物理驱动器上的数据将永久丢失。

定期备份必要的数据

备份数据可以确保你有一个安全的存储关键文件的存储库,比如公司机密或无价的家庭图像,这样你就可以在数据丢失时快速轻松地恢复你的设备。一般来说,EaseUS 欧宝体育官网入口首页Todo备份是备份RAID的有用软件。

定期检查array

使用“检查一致性”任务验证冗余(校验)信息的正确性。此过程只影响冗余虚拟磁盘。在某些情况下,如果需要,“检查一致性”作业可能会重新生成重复的数据。

如果虚拟磁盘现在处于“冗余失败”状态,对虚拟磁盘执行一致性检查可以将其恢复到“就绪”状态。建议每月至少进行一次RAID逻辑盘一致性测试。

结论

对每个公司来说,无论数据是大是小,丢失数据就等于损失收入。备份和RAID是在发生完全系统故障、感染、损坏等(保护数据不受驱动器故障影响)时保存数据的两种最常用的方法。为了保证数据安全,两者都很重要。

您可以更换发生故障的磁盘,RAID控制器将为您完成其余工作,立即重建丢失的任何数据。因此,即使您的硬盘崩溃,您也不必担心如何从备份中恢复数据。

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