各种RAID分析比较

各种RAID比较EditbyShuyun目录前言..................................................................................................................................................1RAID介绍..........................................................................................................................................2RAID的选择......................................................................................................................................6RAID对比图......................................................................................................................................7~1~前言很多时候我们都会用到磁盘RAID，但每次使用都要为了使用哪种RAID，各种的考虑，磁盘空间大小、安全性、稳定性、读写速度等等，还是挺麻烦的。为了便于以后快速选择RAID方案，编写了此篇文档，如有不对之处，忘指正。~2~RAID介绍RAID-磁盘阵列(RedundantArraysofIndependentDisks,RAID)，其原理是利用数组方式来作磁盘组，任一颗硬盘故障时仍可读出数据。RAID技术主要有RAID0到RAID10等数个规范，RAID的产生是在计算机发展需要更大空间、更稳定的磁盘读写的环境下研发出来的。当下，无论是在主机本地存储还是共享存储中，我们都会用到RAID技术，接下来我就RAID0、RAID1、RAID5、RAID6、RAID10这几种常见的RAID技术做分析。RAID0:RAID0连续以位或字节为单位分割数据，并行读/写于多个磁盘上，因此具有很高的数据传输率，但它没有数据冗余，因此并不能算是真正的RAID结构。RAID0只是单纯地提高性能，并没有为数据的可靠性提供保证，而且其中的一个磁盘失效将影响到所有数据。因此，RAID0不能应用于数据安全性要求高的场合。RAID1:它是通过磁盘数据镜像实现数据冗余，在成对的独立磁盘上产生互为备份的数据。当原始数据繁忙时，可直接从镜像拷贝~3~中读取数据，因此RAID1可以提高读取性能。RAID1是磁盘阵列中单位成本最高的，但提供了很高的数据安全性和可用性。当一个磁盘失效时，系统可以自动切换到镜像磁盘上读写，而不需要重组失效的数据。RAID2-RAID4均是将数据条块化并分布于不同的磁盘上，但从磁盘利用率、技术复杂度、传输效率、读写速度等方面都不是非常良好，所以在商业环境用都很少用，这里就不做过多介绍。RAID5:RAID5至少要3块硬盘组成。RAID5不单独指定的奇偶盘，而是在所有磁盘上交叉地存取数据及奇偶校验信息。在RAID5上，读/写指针可同时对阵列设备进行操作，提供了更高的数据流量。RAID5更适合于小数据块和随机读写的数据。RAID3与RAID5相比，最主要的区别在于RAID3每进行一次数据传输就需涉及到所有的阵列盘;而对于RAID5来说，大部分数据传输只对一块磁盘操作，并可进行并行操作。在RAID5中有“写损失”，~4~即每一次写操作将产生四个实际的读/写操作，其中两次读旧的数据及奇偶信息，两次写新的数据及奇偶信息。RAID6:与RAID5相比，RAID6增加了第二个独立的奇偶校验信息块。两个独立的奇偶系统使用不同的算法，数据的可靠性非常高，即使两块磁盘同时失效也不会影响数据的使用。但RAID6需要分配给奇偶校验信息更大的磁盘空间，相对于RAID5有更大的“写损失”，因此“写性能”非常差。较差的性能和复杂的实施方式使得RAID6很少得到实际应用。RAID7:这是一种新的RAID标准，其自身带有智能化实时操作~5~系统和用于存储管理的软件工具，可完全独立于主机运行，不占用主机CPU资源。RAID7可以看作是一种存储计算机(StorageComputer)，它与其他RAID标准有明显区别。RAID0+1:也被称为RAID10标准，实际是将RAID0和RAID1标准结合的产物，在连续地以位或字节为单位分割数据并且并行读/写多个磁盘的同时，为每一块磁盘作磁盘镜像进行冗余。它的优点是同时拥有RAID0的超凡速度和RAID1的数据高可靠性，但是CPU占用率同样也更高，而且磁盘的利用率比较低。除了以上的各种标准，我们可以如RAID0+1那样结合多种RAID规范来构筑所需的RAID阵列，例如RAID5+3(RAID53)就是一种应用较为广泛的阵列形式。用户一般可以通过灵活配置磁盘阵列来获得更加符合其要求的磁盘存储系统。~6~RAID的选择RAID的选择通常都是这两种情况：1、在现有的硬件条件下选择RAID技术，只能在现有硬件条件下尽可能满足应用的需求。2、未购买硬件之前，就可以完全根据应用的需求设计选择主机、盘阵、磁盘数量及类型、采用哪种RAID技术等。在选择RAID技术时，我们要考虑的有以下几个方面：可用磁盘空间冗余可靠性数据安全磁盘读的速度磁盘写的速度硬盘出现故障后，重建所需要的时间当然我们还应该考虑冗余电源、冗余网络线路、HBA卡等，这里就不用做过多的描述，我们只针对RAID进行比较。~7~RAID对比图各种RAID技术比较类别RAID组建组建说明空间利用率可靠性ReadSpeedWriteSpeed优点缺点RAID01+1=2数据条带话。相当于将多个（两个以上）磁盘的空间加起来组成一个大的磁盘空间，只是单纯的累加。100%差快快数据不是保存在一块磁盘上，而是分成数据块保存在不同的磁盘上，所以吞吐量比较大，磁盘负载比较均衡，不需要计算校验码，速度快。没有任何冗余容错机制，RAID中的任何一块磁盘损坏，将导致整个RAID数据损毁。RAID11+1=1RAID由两个以上磁盘组成，必须以偶数个磁盘进行增加。RAID中的磁盘分成两组互为镜像。50%好一般一般（相当于一个独立硬盘）两组硬盘互为镜像，数据读取与单盘的速度相当，安全性非常高，坏一块盘不会影响系统工作，且支持硬盘“热替换”。空间使用率低RAID5N+1=NN≥2N/N+1好较快较差允许坏一块磁盘坏一块盘以后性能会下降很多。在坏第一块盘后的重建过程中，存坏第二块磁盘的风险。RAID6N+2=NN≥2N/N+2好快差坏一块盘后性能下降幅度不大；允许坏两块磁盘，相对RAID5增加了可靠性。比较昂贵，增加可靠性的同时牺牲了随机写的速度，几乎是写。RAID10N+N=NN≥2，且N是2的整数倍，一个带区结构加上一个镜像结构。50%好快快既实现了冗余，又满足了高速读写。价格高，可扩充性不好。