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                Raid技能白皮书(激烈引荐)

                2016-04-23 15:26泉源:中国存储网
                导读:Raid技能白皮书片面引见存储设置装备摆设中所运用的种种 RAID 级别,以及每种形式下为优化硬盘在 RAID 阵列中的速率、RAID 原理,各级别raid及使用场景,raid容量盘算等。

                RAID原理Raid 0Raid 1Raid2Raid 33+spareRaid 55+spareRaid 6 Raid 0+1 Raid 10 串联 JBOD

                RAID 原理

                RAID是Redundant Array of Independent Disk缩写(独立冗余磁盘阵列,是一项能提拔内部存储处理方案功能的存储假造化技能。它能让您依据本人在功能、容错才能、容量等方面的需求选择最佳的设置装备摆设运用方法。复杂地说,RAID 技能可以将一个硬盘上的义务疏散或复制到多个(少则两个)磁盘上,借此来进步功能或树立数据冗余以防驱动器发作毛病。您可以经过设定设置装备摆设的 RAID 形式来决议设置装备摆设以何种方法处置数据。

                本文将引见存储设置装备摆设中所运用的种种 RAID 级别,以及每种形式下为优化硬盘在 RAID 阵列中的速率、平安性或存储容量而运用的特性。

                提示:任何 RAID 设置装备摆设都不克不及在软件或文件零碎破坏的状况下确保数据的牢靠性。因而,中国存储网www.aeiradio.com,发起活期停止备份,以便维护数据。

                RAID 设置装备摆设可让多个硬盘驱动器以差别的方法(比方运用条带技能或镜像技能)组分解单一的运转单位。RAID 具有容量更大、牢靠性更高、速率更快、吞吐量更大或数据集成才能更强等潜伏劣势(或组合劣势),因而通常与划一级另外单一驱动器相比更为实惠。

                RAID 级别

                RAID 级别有很多种,各有各的限定和长处。选择哪种 RAID 级别较为适宜完全取决于用户本身的需求。

                RAID 0:条带集 -(或条带卷)将数据均匀散布到两个或两个以上磁盘中,不带冗余奇偶校验信息。

                RAID 1:镜像集 – 在两个或两个以上磁盘上创立一组数据的镜像或原样正本,提供针对单一磁盘毛病的维护。

                RAID 0+1:条带的镜像 – 此种级另外 RAID 用于在多个磁盘之间共享和复制数据。

                RAID 5:带奇偶校验的条带集– 需求至多三个磁盘,将带有奇偶校验数据的数据块级条带散布到一切磁盘中,这是一种完成低价冗余的抱负办法。

                RAID 10:镜像的条带 – 偶然也称为 RAID 1+0,它与 RAID 0+1 相似,但既然 RAID 10 是镜像的条带,以是它与 RAID 0+1 恰恰相反。

                串联:JBOD – “复杂磁盘捆绑”,是一种将多个磁盘组分解单一假造硬盘的罕见办法,这种办法无法享用 RAID 劣势。

                RAID 术语

                为更好地理解 RAID 的任务方法,起首应熟习以下术语:

                条带化是指将数据分到多个驱动器上。条带 RAID 阵列通常用于将最大的容量兼并到单个卷中。

                镜像是指将数据复制到多个磁盘上。镜像 RAID 阵列通常能在阵列中有磁盘(至多一个)发作毛病时确保数据不丧失,详细取决于阵列的 RAID 级别。

                容错可让 RAID 阵列在磁盘发作毛病时持续任务(即用户依然可以运用阵列中存储的数据)。不外,并不是一切镜像 RAID 阵列都是用户敌对的。比方,有些 RAID 设置装备摆设必需在封闭后才干改换发作毛病的磁盘,而设置装备摆设支持“热插拔”式磁盘改换,因而可以在设置装备摆设开启、并且数据可供拜访的状况下改换毛病磁盘。

                规范的 RAID 级别

                RAID 0

                RAID 0(在某些设置装备摆设中也称为 FAST 形式)是速率最快的一种 RAID 形式。它需求至多两个驱动器,而且会将数据分条到每个磁盘。一切磁盘的可用容量合在一同,成为盘算机上的一个逻辑卷。一旦阵列中有一个物理磁盘发作毛病,一切磁盘的数据都将不行拜访,由于有局部数据已被写入一切磁盘。

                Raid技能白皮书(激烈引荐)

                RAID 0 使用场景

                RAID 0 是要求最高速率和最大容量的用户的抱负选择。要处置超大型文件的视频主笔职员可以运用 RAID 0 来编辑视频的多个流,以到达最佳播放结果。RAID 0 阵列更适于在频仍的文件处置(比方视频编辑)中运用,不宜用作独一的存储藏份处理方案,也不宜在要害义务零碎中运用。

                怎样盘算 RAID 0 的容量

                RAID 0 零碎中每个磁盘的容量都应相反。

                在 RAID 级别 0 设置装备摆设中,存储容量的盘算方法为驱动器数乘以磁盘容量,即 C = n*d,此中:

                C = 可用容量

                n = 磁盘数

                d = 磁盘容量

                比方,假如一个 RAID 0 阵列中包括四个驱动器,每个驱动器的容量为 1000GB,则阵列的总容量为 4000GB:

                C = (4*1000)

                RAID 1

                RAID 1(在某些 设置装备摆设中也称为 SAFE 形式)是一种平安的 RAID 形式,它至多需求两个驱动器,而且驱动器成对任务。盘算机大将装置一个逻辑卷,两个驱动器兼并后的可用容量限定为不超越最小磁盘的容量。假如此中一个物理磁盘呈现毛病,可以立刻从第二个磁盘上获取数据。即便一个磁盘呈现毛病,也不会丧失任何数据。

                Raid技能白皮书(激烈引荐)

                RAID 1 使用场景

                在一个磁盘呈现毛病时,RAID 1 可提供最高的数据平安性,但由于数据需写入两次,因而在写入时功能会略有降落。在更注意平安性而非速率的状况下,RAID 1 是抱负选择。

                怎样盘算 RAID 1 的容量

                RAID 1 零碎中每个磁盘的容量都应相反。

                在 RAID 级别 1 设置装备摆设中,存储容量的盘算方法为驱动器数乘以磁盘容量再除以 2,即

                C = n*d/2

                此中:

                C = 可用容量

                n = 磁盘数

                d = 磁盘容量

                比方,假如一个 RAID 1 阵列中包括四个驱动器,每个驱动器的容量为 1000GB,则阵列的总容量为 2,000GB:

                C = (4*1000)/2

                RAID 3

                RAID 3 运用字节级另外条带化技能,并接纳公用的奇偶校验磁盘(右侧图例中的磁盘 4),因而盘算机上会装置一个卷。RAID 3 阵列能在一个磁盘呈现毛病的状况下确保数据不丧失。假如一个物理磁盘呈现毛病,该磁盘上的数据可以重修到改换磁盘上。假如数据尚未重修到改换驱动器上,而此时又有一个磁盘呈现毛病,那么阵列中的一切数据都将丧失。

                Raid技能白皮书(激烈引荐)

                RAID 3 使用场景

                RAID 3 在要读取延续的长文件(如视频文件)的情况中可提供精良的数据平安性。由于数据是从奇偶校验块中读取,因而磁盘毛病不会招致效劳中缀。RAID 3 实用于那些寻求功能并要求继续拜访数据的用户(如视频编辑职员)。关于麋集运用不延续文件的用户来说,RAID 3 并非抱负之选,由于公用的奇偶校验磁盘会影响随机读取功能。

                怎样盘算 RAID 3 的容量

                RAID 3 零碎中每个磁盘的容量都应相反。

                在 RAID 级别 3 设置装备摆设中,存储容量的盘算方法为驱动器数减频频乘以磁盘容量,即

                C = (n-1)*d

                此中:

                C = 可用容量

                n = 磁盘数

                d = 磁盘容量

                比方,假如一个 RAID 3 阵列中包括四个驱动器,每个驱动器的容量为 1000GB,则阵列的总容量为 3,000GB: 

                C = (4-1)*1000

                RAID 3+Spare

                Raid技能白皮书(激烈引荐)

                RAID 3+Spare形式下,阵列中会有一个磁盘坚持空置形态。假如阵列中有驱动器发作毛病,毛病磁盘中的数据就会主动重修到空磁盘(或称为“备用”磁盘)上。

                RAID 3+Spare 使用场景

                RAID 3+Spare形式下,磁盘毛病不需求立刻处置,由于零碎会运用热备用磁盘对本人停止重修,但毛病磁盘照旧应尽快改换。

                怎样盘算 RAID 3+Space的容量

                RAID 3+Spare零碎中每个磁盘的容量都应相反。

                RAID 3+Spare设置装备摆设中,存储容量的盘算方法为驱动器数减二再乘以磁盘容量,即

                C = (n-2)*d

                此中:

                C = 可用容量

                n = 磁盘数

                d = 磁盘容量

                比方,假如一个 RAID 3+Spare阵列中包括四个驱动器,每个驱动器的容量为 1000GB,则阵列的总容量为 2,000GB:

                C = (4-2)*1000

                RAID 5

                Raid技能白皮书(激烈引荐)

                RAID 5 综合了 RAID 0 的条带化技能以及阵列数据冗余技能(阵列最少包罗三个磁盘)。

                RAID 3 和 RAID 5 之间的区别在于,RAID 3 设置装备摆设提供的功能更高,但总容量略低。数据会在一切磁盘之间分条,而且每个数据块的奇偶校验块 (P) 写入到统一条带上。假如一个物理磁盘呈现毛病,该磁盘上的数据可以重修到改换磁盘上。单个磁盘呈现毛病时,数据不会丧失,但假如数据尚未重修到改换驱动器上,而此时又有一个磁盘呈现毛病,那么阵列中的一切数据都将丧失。

                Raid 5 使用场景

                RAID 5 综合思索了数据平安和磁盘空间充沛应用这两方面的要素。由于数据是从奇偶校验块中读取,因而磁盘毛病不会招致效劳中缀。RAID 5 实用于归档,且合适那些寻求功能并要求继续拜访数据的用户(如视频编辑职员)运用。

                怎样盘算 RAID 5 的容量

                RAID 5 零碎中每个磁盘的容量都应相反。

                在 RAID 级别 5 设置装备摆设中,存储容量的盘算方法为驱动器数减频频乘以磁盘容量,即

                C = (n-1)*d

                此中:

                C = 可用容量

                n = 磁盘数

                d = 磁盘容量

                比方,假如一个 RAID 5 阵列中包括四个驱动器,每个驱动器的容量为 1000GB,则阵列的总容量为 3,000GB:

                C = (4-1)*1000

                RAID 5+Spare

                Raid技能白皮书(激烈引荐)

                RAID 5+Spare是一种 RAID 5 阵列,此中有一个磁盘用作备用磁盘,用于在磁盘发作毛病时立刻重修零碎。因而,至多需求四个磁盘。

                假如一个物理磁盘发作毛病,磁盘上的数据依然可以拜访,由于数据是从奇偶校验块中读取的。毛病磁盘上的数据将重修到热备用磁盘上。当毛病磁盘改换后,改换的磁盘便成为新的热备用磁盘。单个磁盘呈现毛病时,数据不会丧失,但假如零碎尚未将数据重修到热备用磁盘上,而此时又有一个磁盘呈现毛病,那么阵列中的一切数据都将丧失。

                RAID 5+Spare使用场景

                RAID 5+Spare的次要长处在于,在零碎将数据重修至备用驱动器时用户仍可以持续拜访数据。它能提供精良的数据平安,但磁盘空间由于热备用磁盘的存在(在其他磁盘呈现毛病之后才运用)而遭到限定。磁盘毛病不需求立刻处置,由于零碎会运用热备用磁盘对本人停止重修,但毛病磁盘照旧应尽快改换。

                怎样盘算 RAID 5+Space的容量

                RAID 5+Spare零碎中每个磁盘的容量都应相反。

                RAID 5+Spare设置装备摆设中,存储容量的盘算方法为驱动器数减二再乘以磁盘容量,即

                C = (n-2)*d

                此中:

                C = 可用容量

                n = 磁盘数

                d = 磁盘容量

                比方,假如一个 RAID 5+Spare阵列中包括四个驱动器,每个驱动器的容量为 1000GB,则阵列的总容量为 2,000GB:

                C = (4-2)*1000

                RAID 6

                Raid技能白皮书(激烈引荐)

                在 RAID 6 中,数据会在一切磁盘(最少四个)间停止分条,而且每个数据块的两个奇偶校验块(如右图中的 p 和 q)写入到统一条带上。假如一个物理磁盘呈现毛病,该磁盘上的数据可以重修到改换磁盘上。这种 RAID 形式最多容许两个磁盘出毛病而不丧失数据,并且它能更快地重修毛病磁盘上的数据。

                RAID 6使用场景

                在驱动器呈现毛病时,RAID 6 能停止无效的重修,确保了数据的牢靠性。为此,平安性要求较高,而功能要求不高的用户可以选择 RAID 6。

                怎样盘算 RAID 6 的容量

                RAID 6 零碎中每个磁盘的容量都应相反。

                RAID 6 设置装备摆设中,存储容量的盘算方法为驱动器数减二再乘以磁盘容量,即

                C = (n-2)*d

                此中:

                C = 可用容量

                n = 磁盘数

                d = 磁盘容量

                比方,假如一个 RAID 6 阵列中包括五个驱动器,每个驱动器的容量为 1000GB,则阵列的总容量为 3,000GB:

                C = (5-2)*1000

                嵌套的 RAID 级别

                RAID 0+1

                Raid技能白皮书(激烈引荐)

                RAID 0+1 是一种平安的 RAID 形式,由条带集的镜像构成。RAID 0+1 阵列包括的磁盘数应为四的倍数。在 RAID 0+1 阵列中,具有五个磁盘的存储产物的第五个磁盘将成为备用磁盘或空置磁盘。在右图中,阵列 B 是阵列 A 的镜像。

                在 RAID 0+1 阵列中,最多容许两个磁盘呈现毛病而不会丧失数据,但毛病磁盘必需属于统一 RAID 0 行列步队。在图中,也便是当磁盘 1 和磁盘 2 呈现毛病时,数据会保管到磁盘 3 和磁盘 4。

                RAID 0+1使用场景

                RAID 0+1 运用 RAID 0 条带技能来提供精良的速率,但设置装备摆设的可用容量会增加一半(假定阵列中一切磁盘的容量都相反)。

                怎样盘算 RAID 0+1 的容量

                RAID 0+1 零碎中每个磁盘的容量都应相反。

                RAID 0+1 设置装备摆设中,存储容量的盘算方法为驱动器数乘以磁盘容量再除以 2,即

                C = n*d/2

                此中:

                C = 可用容量

                n = 磁盘数

                d = 磁盘容量

                比方,假如一个 RAID 0+1 阵列中包括四个驱动器,每个驱动器的容量为 1000GB,则阵列的总容量为 2,000GB:

                C = (4*1000)/2

                RAID 10

                Raid技能白皮书(激烈引荐)

                RAID 10(也称为 RAID 1+0)是兼并了其他级别(尤其是 RAID 1 和 RAID 0)特点的另一种 RAID 级别。这是一种“镜像集条带”,意思是数据在两个镜像阵列间分条。“条带化”在阵列之间发作,而“镜像”是在相反的阵列中呈现,两种技能的组合放慢了重修的速率。RAID 10 阵列包括的磁盘数应为四的倍数。在 RAID 10 阵列中第五个磁盘将成为备用磁盘或空置磁盘。请拜见右图。

                在 RAID 10 阵列中,每个镜像对中可以有一个磁盘呈现毛病而不丧失数据。不外,毛病磁盘地点阵列的任务磁盘会成为整个阵列中的缺点。假如镜像对中的另一个磁盘也发作毛病,则会丧失整个阵列。

                RAID 10使用场景

                RAID 10 运用 RAID 0 条带技能来 提供精良的速率,但设置装备摆设的可用容量会增加一半(假定阵列中一切磁盘的容量都相反)。

                怎样盘算 RAID 10 的容量

                RAID 10 零碎中每个磁盘的容量都应相反。

                RAID 10 设置装备摆设中,存储容量的盘算方法为驱动器数乘以磁盘容量再除以 2,即

                C = n*d/2

                此中:

                C = 可用容量

                n = 磁盘数

                d = 磁盘容量

                比方,假如一个 RAID 10 阵列中包括四个驱动器,每个驱动器的容量为 1000GB,则阵列的总容量为 2,000GB:

                C = (4*1000)/2

                其他设置装备摆设

                串联

                Raid技能白皮书(激烈引荐)

                磁盘串联时,其容量将汇合并,而且数据会写入阵列中的主磁盘,主磁盘写满后再写入下一个磁盘。串联无功能劣势,也不克不及添加数据平安步伐。它只是一种为扩展总容量而将两个物理磁盘组合为一个卷的办法。

                经过串联可以完全运用阵列中一切磁盘的容量,而且在磁盘发作毛病时大局部数据都可以保管上去。只要毛病磁盘上的数据以及局部写入毛病磁盘和作业磁盘的数据才会丧失。

                怎样盘算串联容量

                在串联设置装备摆设中,存储容量的盘算方法为驱动器数乘以磁盘容量,即 C = n*d

                此中:

                C = 可用容量

                n = 磁盘数

                d = 磁盘容量

                比方,假如一个串联阵列中包括四个驱动器,每个驱动器的容量为 1000GB,则阵列的总容量为 4000GB:

                C = (4*1000)

                JBOD

                Raid技能白皮书(激烈引荐)

                JBOD 代表“复杂磁盘捆绑”。阵列中的每个磁盘,无论是属于差别设置装备摆设照旧统一设置装备摆设,都市作为独自的磁盘装置在盘算机上。

                怎样盘算 JBOD 容量

                JBOD 阵列的总容量便是每个磁盘容量之和,即

                C = n*d

                此中:

                C = 可用容量

                n = 磁盘数

                d = 磁盘容量

                比方,假如一个 JBOD 阵列中包括四个驱动器,每个驱动器的容量为 1000GB,则阵列的总容量为 4000GB:

                C = (4*1000)

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                要害词 :
                Raid技能
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