以前,RAID 是“廉价磁盘冗余阵列”,现在被普遍称为“独立磁盘冗余阵列RAID 基本上是一种数据存储虚拟化技术,它将多个硬盘的组件混合到一个逻辑单元中,主要用于提高性能或数据冗余或两者兼而有之。
冗余
RAID 在某种程度上提供了一种在多个物理硬盘驱动器上的不同位置存储相似数据内容的方法(并且由于此功能,它被称为冗余)。
笔记
所有RAID级别均不提供“冗余”功能。
- 表现:
这描绘了整个阵列与单个磁盘相比的读取速度和写入速度的变化。借助将数据放置在多个磁盘上,(I/O)操作(输入/输出操作)可以以相当平衡的方式有效重叠,从而提高性能。 - 容错性:
这是在单盘或多盘故障情况下的生存能力。现在,由于有多个磁盘,因此增加了 MTBF(平均故障间隔时间),因此以这种冗余方式存储数据有助于提高容错能力。 - 容量:
阵列容量通常通过可以轻松写入该阵列的用户数据量来确定。阵列的容量很大程度上取决于它的RAID级别,并且并不总是与RAID成员磁盘的大小总和相匹配。要计算特定 RAID 类型以及成员磁盘组的容量,可以使用免费的 RAID 在线计算器。
RAID服务器、RAID硬盘的级别
RAID 将许多相对较小且独立的磁盘组合成一个更大尺寸的单一存储。这些合并到阵列中的磁盘称为阵列成员。这些磁盘可以通过称为 RAID 级别的各种方式轻松组合到阵列中。
- RAID 0 级别– 这基本上是基于“条带化”。这种特殊的 RAID 级别不提供容错功能,但它有助于增强系统性能(具有高读取速度和高写入速度)。
- RAID 1 级别– 此 RAID 级别利用镜像技术,在某些情况下,有助于提高读取速度,并且还有助于在丢失不超过 1 个成员磁盘的情况下提供容错功能。
- RAID 0+1 级别– 此 RAID 级别基于条带化和镜像技术的混合。它继承了RAID 0级别的性能和RAID 1级别的容错能力。
- RAID 1E 级别– 此 RAID 级别同时使用条带化和镜像技术,甚至可以在 1 个成员磁盘发生故障或多个(任意数量)不相邻磁盘发生故障时继续存在。它有 3 个子类型:1) 近型、2) 交错型和 3) 远型。
- RAID 5 级别– 此 RAID 级别同时使用条带化和奇偶校验技术。它有助于提高 RAID 0 级别的读取速度,并且还可以承受 1 个成员磁盘丢失的影响。
- RAID 5E 级别– 这是 RAID 5 级别的变体,唯一的区别在于集成的附加空间,允许在磁盘故障的情况下立即重建任何故障阵列。
- RAID 5 级别– 这延迟了奇偶校验。此 RAID 级别与基本 RAID 5 级别完全相同,但在此级别中,它使用非标准条带化方案。
- RAID 6 级别– 此 RAID 级别与 RAID 5 级别完全相同,但在此级别中,它使用 2 个独立的奇偶校验功能。在此级别中,读取速度也与 RAID 5 级别中的读取速度几乎相同。
RAID 组织的各个方面
RAID 组织中有 2 个严格独立的 RAID 组织方面,它们之间的区别非常明显。它们如下
- 使用RAID中的数据存储技术在阵列中进行数据组织;其中:
- 条纹
- 平价
- 镜像
- 以上三者的组合
- 具体RAID安装实现
RAID服务器、RAID硬盘的工作
正如我们之前研究过的,借助RAID技术,我们可以将数据镜像到相似阵列中的多于1个磁盘上,这样在磁盘发生故障时,我们的数据仍然可以得到很好的保存和安全。得益于这种称为条带技术的技术,该技术用于将数据分布到多个磁盘驱动器上。然后可以选择一次读取/写入多个磁盘,从而提高性能。
理解;这不是任何数据备份!
切勿将 RAID 功能与数据备份混淆或混合。尽管某些 RAID 级别可能提供所谓的“冗余”,但专家始终建议使用不同的存储系统来进行备份和灾难恢复。
RAID中的三种存储技术
- 条带化——将数据流分割成特定大小的块(称为“块大小”),然后将这些块一次一个地写入 RAID。这仅影响性能。
- 镜像 – 这是一种存储技术,可创建同时存储在 RAID 成员上的相同数据副本。这也会影响容错能力和性能。
- 奇偶校验——这种存储技术使用条带化以及校验和方法。在此,针对数据块计算特定的奇偶校验函数。如果发生任何驱动器故障,可以根据校验和轻松重新计算丢失的块,从而提供容错能力。
笔记
所有可访问的 RAID 类型都基于条带化、镜像或奇偶校验,或者基于所有 3 种存储技术的组合应用。
RAID 实施
RAID可以通过两种方式实现,如下:
- 这是通过使用操作系统驱动程序来完成的,因此被称为“软件RAID”;
- 这是通过使用特殊硬件来完成的,因此被称为“硬件RAID”。
硬件磁盘阵列
硬件 RAID 使用不同的硬件形成。主要有 2 个选项,如下所示:
- 低价的RAID芯片装入主板,
- 还有另一种选择,价格稍贵一些;它是复杂的 RAID 控制器,它是独立的,可以轻松配备自己的高速缓存,带电池备份、自己的 CPU,并且通常支持热插拔。
软件RAID
这可能是所有 RAID 解决方案中最经济的。如今,几乎每个操作系统都具有创建 RAID 的内置功能,尽管这可能不适用于所有 RAID 级别。
有关的:有效的 RAID 恢复方法:从出现故障的 LaCie 5big Network 2 NAS 上崩溃的 RAID 恢复数据
笔记
必须牢记的是,大多数时候,软件RAID不会实现热插拔,因此,在有持续可用性要求的情况下,不能使用软件RAID。
硬件 RAID 相对于软件 RAID 的优点
- 它不使用主机的CPU(中央处理单元);
- 它甚至允许您形成启动分区;
- 它还有助于更好地处理错误,因为它直接与设备通信;
- 还支持热插拔。
RAID技术标准
存储网络行业协会制定了通用 RAID DDF(磁盘数据格式)规范。为了支持不同 RAID 供应商之间的互操作性,这基本上定义了如何在 RAID 设备磁盘之间传播数据。
