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存储RAID——RAID级别

存储 级别 Raid
2023-09-14 09:15:39 时间

目录

RAID基本概念

RAID实现方式

RAID的数据组织形式

RAID的数据保护方式

RAID级别

RAID0

RAID1

RAID3 不怎么用了

RAID5

RAID6

RAID6 P+Q:

RAID6 DP:

RAID10

RAID50

RAID级别总结


RAID基本概念

RAID:独立冗余磁盘阵列

将多个单独的物理硬盘以不同的方式组合成一个逻辑硬盘,提高硬盘的读写性能和数据安全性

RAID实现方式

硬件RAID(通过RAID卡实现,有管理上限,不利于扩展)

软件RAID(通过主机来进行实现,需要消耗主机性能)  存储阵列一般通过软件RAID来做

RAID的数据组织形式

硬盘条带化:

 将硬盘空间按照设定的大小分为多个条带,数据写入时也按照条带的大小来划分数据模块

条带:单个硬盘单个或着多个连续的扇区构成一个条带(组成分条的元素)  扇区一般512B

分条:同一硬盘阵列中的多个硬盘驱动器上的相同“位置”的条带(相同编号的条带)

分条的深度:条带的大小

分条的宽度:硬盘的个数

                        数据写入是按照分条来进行数据写入的(跨盘的数据存放)

RAID的数据保护方式

镜像:在另一块荣誉的硬盘上保存数据的副本

奇偶校验算法(XOR)(异或算法):进行奇偶校验(相同为假0,相异为真1)


RAID级别

RAID0

只是将硬盘整合在了一起,没有冗余功能

RAID1

RAID1使用2个相同的硬盘系统,并设置了镜像。

一个RAID 1组存储的数据量只是单个硬盘的容量,另一硬盘保存的是数据的副本。

RAID3 不怎么用了

在RAID 3中,一块专用硬盘(校验盘)用来保存同一分条上其他硬盘的相应条带中的校验数据。

如果其他盘上的数据出现丢失,或者磁盘出现损坏,我们可以使用校验盘的信息来恢复,损失的数据。

RAID5

RAID 5使用的是分布式奇偶校验,每个成员硬盘将用于存储用户数据和奇偶校验数据。

所以RAID 5没有瓶颈或热点。

RAID6

RAID6 P+Q

RAID6 P+Q需要计算出两个校验数据P和Q,当有两个数据丢失时,根据P和Q恢复出丢失的数据。校验数据P和Q是由以下公式计算得来的:

  • P = D0 ⊕ D1 ⊕ D2…
  • Q = (α ⊕ D0) ⊕ (β ⊕ D1) ⊕ (γ ⊕ D2)…

RAID6 DP

DP - Double Parity,就是在RAID 4所使用的一个行XOR校验硬盘的基础上又增加了一个硬盘用于存放斜向的XOR校验信息 具体实现过程如下:

  • 横向校验盘中P0 - P3为各个数据盘中横向数据的校验信息,例:P0=D0  XOR D1 XOR D2 XOR D3
  • 斜向校验盘中DP0 - DP3为各个数据盘及横向校验盘的斜向数据校验信息,例:DP0=D0 XOR D5 XOR D10 XOR D15

第一个校验信息与RAID 6 P+Q的第一个校验值是相同的

第二个不同于RAID 6 P+Q,采用的是斜向异或运算得到行对角奇偶校验数据块。

RAID10

        先进行RAID1,在进行RAID0

                                

RAID50

        先进行RAID5,在进行RAID0


RAID级别总结

*

RAID0

RAID1

RAID3

RAID5

冗余技术

无冗余能力

镜像

奇偶校验

一种分布式奇偶校验

磁盘利用率

100%

50%

 (n-1)/n

 (n-1)/n

特点

性能最好

安全性最高

(一般用作系统盘)

1块单独的校验盘

(基本不用了)

分散存放奇偶校验数据

(既是数据盘,又是校验盘)

(基本取代了RAID3)

最小盘数

1块

2块

n≥3块

n≥3块

允许损坏的最大盘数

*

(镜像盘不坏就行)

1块(非校验盘)

1块

RAID6 P+Q

RAID6 DP

RAID10

RAID50

2种校验方式

2种校验方式

先RAID1,再RAID0

先RAID5,再RAID0

 (n-2)/n

 (n-2)/n

50%

 (n-2)/n

相比于RAID5多了一种Q校验方式

(两种都是斜向校验)

(可靠性、可用性都很高)

2块独立的校验盘

(一种横向校验,一种斜向校验)

(可靠性、可用性都很高)

n≥4块

n≥4块

n≥4块

n≥6块

2块

2块

(镜像盘不坏就行)

2块