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提升数据安全与性能的利器——RAID详解

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概念




RAID(独立磁盘冗余阵列)是一种将多个物理磁盘驱动器组件组合成一个逻辑单元的数据存储技术,是一种通过硬盘控制器将多个硬盘连接起来的技术,用于数据冗余、性能改进或两者兼有。

RAID 0:条带化




技术原理:数据被分割并写入多个磁盘。

特点

  • 性能:读写性能极佳。

  • 冗余:无;任何一个磁盘故障会导致所有数据丢失。

容量计算:所有磁盘容量的总和。

最低磁盘数量:2

适用场景:适用于对速度要求高而数据安全性要求低的场景。

RAID 1:镜像




技术原理:相同的数据写入两个或更多的磁盘。

特点

  • 性能:读性能提高;写性能较慢。

  • 冗余:高;数据可以从镜像磁盘中恢复。

容量计算:最小磁盘的容量。

最低磁盘数量:2

适用场景:需要高可用性和冗余的关键数据存储,如金融数据,或者服务器的系统盘。

RAID 2:比特级条带化和汉明码校验




技术原理:数据以比特级条带化方式写入,并使用汉明码进行专用校验。

特点

  • 性能:高可靠性和错误纠正。

  • 冗余:有。

容量计算:需要额外的磁盘用于校验。

最低磁盘数量:通常为7(现代系统中已很少使用)

适用场景:历史上有一定意义,但现代系统中不常用。

RAID 3:字节级条带化和专用校验




技术原理:数据以字节级条带化方式写入,并有一个专用的校验磁盘。

特点

  • 性能:适用于大规模顺序数据传输。

  • 冗余:有。

容量计算:所有磁盘容量的总和减去一个磁盘的容量用于校验。

最低磁盘数量:3

适用场景:需要高吞吐量的大文件应用。

RAID 4:块级条带化和专用校验




技术原理:数据以块级条带化方式写入,并有一个专用的校验磁盘。

特点

  • 性能:读性能提高。

  • 冗余:有。

容量计算:所有磁盘容量的总和减去一个磁盘的容量用于校验。

最低磁盘数量:3

适用场景:对读性能要求高、写性能要求较低的系统。

RAID 5:块级条带化和分布式校验




技术原理:数据和校验信息在所有磁盘上分布存储。

特点

  • 性能:良好的读性能和容错能力。

  • 冗余:可以承受一个磁盘故障。

容量计算:所有磁盘容量的总和减去一个磁盘的容量用于校验。

最低磁盘数量:3

适用场景:服务器和NAS设备中常见的平衡性能和冗余的解决方案。

RAID 6:块级条带化和双重分布式校验




技术原理:类似RAID 5,但有双重校验。

特点

  • 性能:写性能略低于RAID 5,但提供更高的容错能力。

  • 冗余:可以承受两个磁盘故障。

容量计算:所有磁盘容量的总和减去两个磁盘的容量用于校验。

最低磁盘数量:4

适用场景:适用于对高可用性要求较高的大型存储阵列。

RAID 10(1+0):镜像和条带化




技术原理:结合RAID 1(镜像)和RAID 0(条带化)。

特点

  • 性能:读写性能极佳。

  • 冗余:高;可以承受多个磁盘故障。

容量计算:一半磁盘的容量(因为数据是镜像的)。

最低磁盘数量:4

适用场景:需要高性能和冗余的数据库和应用程序。

不同raid对比




RAID 类型

技术原理

特点

容量计算

最低磁盘数量

适用场景

RAID 0

数据被分割并写入多个磁盘。

读写性能极佳。无冗余;任何一个磁盘故障会导致所有数据丢失。

所有磁盘容量的总和。

2

适用于对速度要求高而数据安全性要求低的场景,如视频编辑。

RAID 1

相同的数据写入两个或更多的磁盘。

读性能提高;写性能较慢。高冗余;数据可以从镜像磁盘中恢复。

最小磁盘的容量。

2

需要高可用性和冗余的关键数据存储,如金融数据。

RAID 2

数据以比特级条带化方式写入,并使用汉明码进行专用校验。

高可靠性和错误纠正。现代系统中不常用。

需要额外的磁盘用于校验。

7

历史上有一定意义,但现代系统中不常用。

RAID 3

数据以字节级条带化方式写入,并有一个专用的校验磁盘。

适用于大规模顺序数据传输。可承受一个磁盘故障。

所有磁盘容量的总和减去一个磁盘的容量用于校验。

3

需要高吞吐量的大文件应用。

RAID 4

数据以块级条带化方式写入,并有一个专用的校验磁盘。

读性能提高。可承受一个磁盘故障。

所有磁盘容量的总和减去一个磁盘的容量用于校验。

3

对读性能要求高、写性能要求较低的系统。

RAID 5

数据和校验信息在所有磁盘上分布存储。

读性能良好,容错能力强。可承受一个磁盘故障。

所有磁盘容量的总和减去一个磁盘的容量用于校验。

3

服务器和NAS设备中常见的平衡性能和冗余的解决方案。

RAID 6

类似于RAID 5,但有双重校验。

写性能略低于RAID 5,但提供更高的容错能力。可承受两个磁盘故障。

所有磁盘容量的总和减去两个磁盘的容量用于校验。

4

适用于对高可用性要求较高的大型存储阵列。

RAID 10

结合RAID 1(镜像)和RAID 0(条带化)。

读写性能极佳。高冗余;可以承受多个磁盘故障。

一半磁盘的容量(因为数据是镜像的)。

4

需要高性能和冗余的数据库和应用程序。

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