RAID是什么意思,通俗说一点,用在什么方面?
RAID(独立磁盘冗余阵列)是一种数据存储虚拟化技术,将多个物理磁盘驱动器组件组合到一个或多个逻辑单元中,以实现数据冗余和/或提高性能的目的。
数据以多种方式(称为RAID级别)分布在驱动器上,具体取决于所需的冗余和性能级别。不同的方案按资料分布布局以单词“ RAID”命名,后跟一个数字,例如RAID 0或RAID1。每种方案或RAID级别在关键目标之间提供了不同的平衡:可靠性、性能和容量。大于RAID 0的RAID级别可提供针对不可恢复的扇区读取错误以及整个物理驱动器故障的保护。
raid0、raid1、raid5、raid10区别如下:
1、RAID是独立磁盘冗馀阵列的缩写,最常用的四种RAID是RAID0、RAID1、RAID5和RAID10。
2、RAID0:如果要求数据安全,则最少需要两个磁盘的数据条带的分布不具有冗馀性,性能最好(不存储镜像或检查信息)是不适用的。
3、RAID1:至少需要两个磁盘来确保数据块的冗馀。
4、RAID5:至少三个磁盘数据呈条带分布、奇偶校验冗馀,适用于读写较少的情况,是性能和数据冗馀的最佳折中方案。
5、raid10(raid10):必须至少将四个磁盘按RAID0分为两组,然后以RAID1方式镜像每个组以实现冗馀(提供镜像存储)和性能,在实际应用中,这是RAID0,即数据条带化整个逻辑磁盘的数据条带化并分布在多个物理磁盘上,可以并行读写,提供最快的速度,但没有冗馀。
RAID分类:
磁盘阵列其样式有三种,一是外接式磁盘阵列柜、二是内接式磁盘阵列卡,三是利用软件来仿真。
外接式磁盘阵列柜最常被使用大型服务器上,具可热交换(HotSwap)的特性,不过这类产品的价格都很贵。
内接式磁盘阵列卡,因为价格便宜,但需要较高的安装技术,适合技术人员使用操作。硬件阵列能够提供在线扩容、动态修改阵列级别、自动数据恢复、驱动器漫游、超高速缓冲等功能。它能提供性能、数据保护、可靠性、可用性和可管理性的解决方案。阵列卡专用的处理单元来进行操作。
利用软件仿真的方式,是指通过网络操作系统自身提供的磁盘管理功能将连接的普通SCSI卡上的多块硬盘配置成逻辑盘,组成阵列。软件阵列可以提供数据冗余功能,但是磁盘子系统的性能会有所降低,有的降低幅度还比较大,达30%左右。因此会拖累机器的速度,不适合大数据流量的服务器。
-RAID
Raid定义
RAID(Redundant Array of Independent Disk 独立冗余磁盘阵列)技术是加州大学伯克利分校1987年提出,最初是为了组合小的廉价磁盘来代替大的昂贵磁盘,同时希望磁盘失效时不会使对数据的访问受损失而开发出一定水平的数据保护技术。RAID就是一种由多块廉价磁盘构成的冗余阵列,在操作系统下是作为一个独立的大型存储设备出现。RAID可以充分发挥出多块硬盘的优势,可以提升硬盘速度,增大容量,提供容错功能够确保数据安全性,易于管理的优点,在任何一块硬盘出现问题的情况下都可以继续工作,不会受到损坏硬盘的影响。
二、RAID的几种工作模式
1、RAID0
即Data Stripping数据分条技术。RAID 0可以把多块硬盘连成一个容量更大的硬盘群,可以提高磁盘的性能和吞吐量。RAID 0没有冗余或错误修复能力,成本低,要求至少两个磁盘,一般只是在那些对数据安全性要求不高的情况下才被使用。
(1)、RAID 0最简单方式
就是把x块同样的硬盘用硬件的形式通过智能磁盘控制器或用操作系统中的磁盘驱动程序以软件的方式串联在一起,形成一个独立的逻辑驱动器,容量是单独硬盘的x倍,在电脑数据写时被依次写入到各磁盘中,当一块磁盘的空间用尽时,数据就会被自动写入到下一块磁盘中,它的好处是可以增加磁盘的容量。速度与其中任何一块磁盘的速度相同,如果其中的任何一块磁盘出现故障,整个系统将会受到破坏,可靠性是单独使用一块硬盘的1/n。
(2)、RAID 0的另一方式
是用n块硬盘选择合理的带区大小创建带区集,最好是为每一块硬盘都配备一个专门的磁盘控制器,在电脑数据读写时同时向n块磁盘读写数据,速度提升n倍。提高系统的性能。
2、RAID 1
RAID 1称为磁盘镜像:把一个磁盘的数据镜像到另一个磁盘上,在不影响性能情况下最大限度的保证系统的可靠性和可修复性上,具有很高的数据冗余能力,但磁盘利用率为50%,故成本最高,多用在保存关键性的重要数据的场合。RAID 1有以下特点:
(1)、RAID 1的每一个磁盘都具有一个对应的镜像盘,任何时候数据都同步镜像,系统可以从一组镜像盘中的任何一个磁盘读取数据。
(2)、磁盘所能使用的空间只有磁盘容量总和的一半,系统成本高。
(3)、只要系统中任何一对镜像盘中至少有一块磁盘可以使用,甚至可以在一半数量的硬盘出现问题时系统都可以正常运行。
(4)、出现硬盘故障的RAID系统不再可靠,应当及时的更换损坏的硬盘,否则剩余的镜像盘也出现问题,那么整个系统就会崩溃。
(5)、更换新盘后原有数据会需要很长时间同步镜像,外界对数据的访问不会受到影响,只是这时整个系统的性能有所下降。
(6)、RAID 1磁盘控制器的负载相当大,用多个磁盘控制器可以提高数据的安全性和可用性。
3、RAID0+1
把RAID0和RAID1技术结合起来,数据除分布在多个盘上外,每个盘都有其物理镜像盘,提供全冗余能力,允许一个以下磁盘故障,而不影响数据可用性,并具有快速读/写能力。RAID0+1要在磁盘镜像中建立带区集至少4个硬盘。
4、RAID2
电脑在写入数据时在一个磁盘上保存数据的各个位,同时把一个数据不同的位运算得到的海明校验码保存另一组磁盘上,由于海明码可以在数据发生错误的情况下将错误校正,以保证输出的正确。但海明码使用数据冗余技术,使得输出数据的速率取决于驱动器组中速度最慢的磁盘。RAID2控制器的设计简单。
5、RAID3:带奇偶校验码的并行传送
RAID 3使用一个专门的磁盘存放所有的校验数据,而在剩余的磁盘中创建带区集分散数据的读写操作。当一个完好的RAID 3系统中读取数据,只需要在数据存储盘中找到相应的数据块进行读取操作即可。但当向RAID 3写入数据时,必须计算与该数据块同处一个带区的所有数据块的校验值,并将新值重新写入到校验块中,这样无形虽增加系统开销。当一块磁盘失效时,该磁盘上的所有数据块必须使用校验信息重新建立,如果所要读取的数据块正好位于已经损坏的磁盘,则必须同时读取同一带区中的所有其它数据块,并根据校验值重建丢失的数据,这使系统减慢。当更换了损坏的磁盘后,系统必须一个数据块一个数据块的重建坏盘中的数据,整个系统的性能会受到严重的影响。RAID 3最大不足是校验盘很容易成为整个系统的瓶颈,对于经常大量写入操作的应用会导致整个RAID系统性能的下降。RAID 3适合用于数据库和WEB服务器等。
6、 RAID4
RAID4即带奇偶校验码的独立磁盘结构,RAID4和RAID3很象,它对数据的访问是按数据块进行的,也就是按磁盘进行的,每次是一个盘,RAID4的特点和RAID3也挺象,不过在失败恢复时,它的难度可要比RAID3大得多了,控制器的设计难度也要大许多,而且访问数据的效率不怎么好。
7、 RAID5
RAID 5把校验块分散到所有的数据盘中。RAID 5使用了一种特殊的算法,可以计算出任何一个带区校验块的存放位置。这样就可以确保任何对校验块进行的读写操作都会在所有的RAID磁盘中进行均衡,从而消除了产生瓶颈的可能。RAID5的读出效率很高,写入效率一般,块式的集体访问效率不错。RAID 5提高了系统可靠性,但对数据传输的并行性解决不好,而且控制器的设计也相当困难。
8、RAID6
RAID6即带有两种分布存储的奇偶校验码的独立磁盘结构,它是对RAID5的扩展,主要是用于要求数据绝对不能出错的场合,使用了二种奇偶校验值,所以需要N+2个磁盘,同时对控制器的设计变得十分复杂,写入速度也不好,用于计算奇偶校验值和验证数据正确性所花费的时间比较多,造成了不必须的负载,很少人用。
9、 RAID7
RAID7即优化的高速数据传送磁盘结构,它所有的I/O传送均是同步进行的,可以分别控制,这样提高了系统的并行性和系统访问数据的速度;每个磁盘都带有高速缓冲存储器,实时操作系统可以使用任何实时操作芯片,达到不同实时系统的需要。允许使用SNMP协议进行管理和监视,可以对校验区指定独立的传送信道以提高效率。可以连接多台主机,当多用户访问系统时,访问时间几乎接近于0。但如果系统断电,在高速缓冲存储器内的数据就会全部丢失,因此需要和UPS一起工作,RAID7系统成本很高。
10、 RAID10
RAID10即高可靠性与高效磁盘结构它是一个带区结构加一个镜象结构,可以达到既高效又高速的目的。这种新结构的价格高,可扩充性不好。
11、 RAID53
RAID7即高效数据传送磁盘结构,是RAID3和带区结构的统一,因此它速度比较快,也有容错功能。但价格十分高,不易于实现。
个人使用磁盘RAID主要是用RAID0、 RAID1或RAID0+1工作模式。
重点:在物理服务器上安装操作系统,需要先对物理磁盘进行Raid配置;否则如Linux系统安装时,在选择磁盘选项时显示没有可创建分区的磁盘,究其原因是物理服务器是通过Raid卡进行统一管理磁盘,PCIE接口的SSD除外。
1、服务器开机自检到浪潮logo画面后,下一步就会进入Raid卡自检过程,此时显示器上会出现Ctrl -H提示。
2、按下Ctrl -H组合键后,自检完成就会进入Raid卡配置界面,如下图。在这里可以看到Raid卡的型号和Firmware固件版本,点击Start按钮进入Raid卡主页。
3、Raid卡首页叫作WebBIOS,如下图。左侧是功能菜单,右侧可以看到所有物理磁盘,本例安装了4块500G硬盘,后面所有的配置都可以在这里完成。
4、在WebBIOS主页点击Configuration Wizard,打开配置向导。
5、选择Add Configuration,点击Next下一步。
6、左侧方框内可以看到所有未使用的硬盘。我们选择全部(也可以逐个选择),然后点击下方的Add to Array将其加入到右侧方框内即可。
通过raid 技术可以扩展硬盘容量和提高硬盘数据可靠性 raid分为raid0 1 2 3 4 5
RAID 0:
这是最简单的RAID模式,它仅仅有延展功能而没有数据冗余功能,所以不适于数据稳定性敏感的应用。在各个单一RAID形式中它提供了最快的性能,也是造价最低的——只要两块硬盘、一个RAID控制器,不需要额外存储设备就可以了。不会因为要在硬盘上存储同样的数据而浪费空间。RAID0因为其相对低廉的造价和明显的性能提升在主流市场上已经流行起来。以前多是SCSI接口,对于个人用户价格仍然不菲,不过随着近来价格更低廉的IDE/ATA解决方案的实现,已经为很多个人用户应用了。其实RAID 0(也就是延展技术)其实是通过RAID控制器把多个硬盘当成一个容量更大、速度更快的硬盘来使用,所以最后要声明的是任何一个硬盘出问题都可能造成整个阵列的数据丢失。
RAID 1:
RAID 1其实就是镜像技术的实现。简单工作原理就是把相同的数据备份存放在两个驱动器,当一个驱动器出现故障,另一个仍然可以维持系统的正常运转。当然恢复故障驱动器也是非常简单的,只要把数据完好的备份拷贝到正常的硬盘上就可以了。数据冗余的换来的是数据的安全。有的RAID 1通过增加一个RAID控制器来提高容错能力。所以对于关键数据来将,这将是最好的选择。不过RAID 1对于系统的性能提高很小。它的相对低廉的价格和易用的特点使它已经成为RAID控制器的主流之一。
RAID 2:
利用汉明校验码(Hamming code ECC)实现字节层延展技术。这个技术类似于奇偶校验但是并不完全相同。数据以字节为单位被分割并存储在硬盘以及ECC盘上——每当在阵列上写入数据,利用汉明校验规则生成的汉明码就写在了ECC盘,当从阵列中读取数据的时候,汉明码就被用来检验数据写入阵列之后是否被更改过。单字节的错误也能被简测出来并且立即修正过来。不过这种模式所需的RAID控制器价格昂贵,所以至今这种应用几乎没有。
RAID 3:
利用专门奇偶校验实现的字节层延展技术。换句话说,就是应用延展技术将数据分布到阵列的各个驱动器上,同时用专门的驱动器存储用于校验的冗余信息。这种形式的优点就是既通过延展技术提高了性能,又利用专门奇偶校验驱动器容纳冗余信息,以保证数据的安全。一般至少需要3块硬盘:两块用于延展,一块做为专门奇偶校验驱动器。不过虽然利用延展技术提高的性能,可以因为奇偶校验在写入数据时又抵消了一部分性能——因为校验信息同时也需要写入校验驱动器。因为需要进行大量的计算,所以需要硬件RAID控制器,软件RAID几乎没有什么实际意义。RAID 3因为延展容量小,所以适于经常处理大文件的应用。
RAID 4:
RAID 4同RAID 3很相似。唯一的区别就是使用块层延展技术(block level striping),而不是使用的字节层延展技术(byte level striping)。优点是可以通过更改延展容量大小来适用于不同应用。RAID 4也可以看作是RAID 3和RAID 5的混和——既有RAID 3专门奇偶校验驱动器,也有RAID 5的块层延展技术。另外仍然需要硬件RAID控制器。当然专门奇偶校验驱动器还是会降低一些性能。
RAID 5:
RAID 5使用块层延展技术和分布式奇偶校验来实现。它主要针对专门奇偶校验驱动器所带来的瓶颈而产生的解决方案。利用分布式奇偶校验运算法则,把数据和校验数据写在所有的驱动器中。本技术的要旨在于相对于块数据产生校验块(parity blocks)同时存储于阵列当中——解决了专么校验驱动器所带来的瓶颈问题。不过,校验信息是在写入过程中计算出来的,所以对于写入性能仍有影响。当一个硬盘驱动器出现故障,可以从其它的驱动器之中的数据块分离出校验信息从而恢复数据。由于分布式校验本身属性,恢复数据会比其它的形式复杂。RAID 5也可以通过更改延展容量的大小来满足不同应用的需要,另外还需要硬件RAID控制器。RAID 5是目前最流行的RAID应用形式,因为它综合最好的性能、冗余能力、存储能力为一体。当然价格也是不菲的。
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