RAID各个级别的优缺点 | 您所在的位置:网站首页 › 115网盘的优点和缺点 › RAID各个级别的优缺点 |
RAID:Redundant Arrays of Inexpensive(Independent) Disks 介绍: 多个磁盘合成一个“阵列”来提供更好的性能、冗余,或者两者都提供 提高IO能力 磁盘并行读写 提高耐用性 磁盘冗余来实现 RAID的实效方式: 外接式磁盘阵列:通过扩展卡提供适配能力 内接式RAID:主板集成RAID控制器,按照OS前在BIOS里面配置 软件RAID:通过OS实现 RAID级别: RAID-0: 读、写性能提升 可用空间:N*min(S1,S2,...) 无容错能力 最少磁盘数:2, 2+ 特点: 优点:读、写性能提升,不存在校验,不会占太多CPU资源,设计、使用和配置比较简单; 缺点:无冗错能力,不能用于对数据安全性要求高的环境; 可用空间:N (硬盘个数) *min (s1,s2...取决于最小的硬盘空间) 适用领域:视频生成和编辑、图形编辑,其它需要大的传输宽带的操作 RAID-1: 读性能提升、写性能略有下降 可用空间:1*min(S1,S2,...) 有冗余能力 最少磁盘数:2, 2N 特点: 磁盘数:最低2个,2n个,n大于等于1 优点: 读性能提升、写性能略有下降,具有100%数据冗余,提供最高的数据安全保障,理论上可实现2倍的读取效率设计和使用较简单; 缺点: 开销大,空间利用率只有50%,在写性能方面提升不大; 有冗余能力 可用空间:1*min (s1,s2...由最小硬盘的空间决定) 适用领域:财务、金融等高可用、高安全的数据存储环境 RAID-2: 采用校验冗余 把数据分散为位或块,加入汉明码,间隔写入到磁盘阵列的每个磁盘中在成员磁盘上的地址都一样 采用并行存取的方式 花费大、成本昂贵 RAID-3: 数据块被分成更小的块,并行传输到各个成员磁盘上,同时计算xor校验数据存放到专用的校验磁盘上; xor算法:(异或) 相同为假、不同为真 特点: 磁盘数:最低3个 优点: 读写性能都较好,当磁盘损坏时,对整体吞吐量影响较小,减少了开销; 缺点: 控制器设计复杂,采用并行的存取方式,主轴同步时吞吐量没有提高,校验磁盘的写性能有瓶颈; 适用领域: 视频生成和图形、视频编辑等;需要高吞吐量的应用环境; RAID-4: 多块数据盘异或运算值存于专用校验盘 校验存储在固定磁盘 最少需要3块硬盘; 数据交叉存储在2块硬盘中,再由第3块硬盘存储数据的校验码; 校验码是由2块硬盘中的chunk块按位进行异或运算后而得的值; 其中1块硬盘坏了不影响文件数据读写操作,数据还可以恢复,但就是有些慢;即使坏了1块硬盘仍然继续在线工作时,称为降级模式,此时数据没有保障,风险较大;所以要马上用新硬盘替换坏硬盘,暂定业务,用2块可用盘进行计算,按位校验恢复数据到新硬盘即可,当所有数据都恢复到新硬盘后,就能继续正常工作了;但是万一在恢复过程中也是有风险的; RAID4还有一个固有缺点:用单块盘作为存放校验码,无论前面哪块盘访问数据,校验盘都得被访问;即集中存放校验码的校验盘访问压力过大,很容易造成性能瓶颈;所以,尽早发现坏盘损坏,就能尽早更换;可以在接1块新硬盘当做空闲备用盘。 异或运算,存储校验码: 例如:1101,0110按位校验,校验码为:1011 RAID-5: 读、写性能提升 可用空间:(N-1)*min(S1,S2,...) 有容错能力:允许最多1块磁盘损坏 最少磁盘数:3, 3+ 校验有序的存储在不同磁盘 采用独立存取的阵列方式,校验信息被均匀的分散到阵列的各个磁盘上; 相对于RAID-4把校验码存放在一块硬盘上,而RAID-5是将3块盘循环轮流作存放校验码。左对称即校验码存放各盘的顺序是先在前2块盘存数据,第3块盘存校验码,依次类推,右对称相反。 特点: 磁盘数:最低3个 优点: 读性能较高,中等的写特性,校验信息的分布方式存取,避免出现写操作的瓶颈; 缺点: 控制器设计复杂,磁盘重建的过程比较复杂; 可用空间:(N-1)*min(S1,S2,...其中的最小空间) 有容错能力:1块磁盘 适用领域:文件服务器、email服务器、web服务器等环境,数据库应用; RAID-6: 读、写性能提升 可用空间:(N-2)*min(S1,S2,...) 有容错能力:允许最多2块磁盘损坏 最少磁盘数:4, 4+ 有两个校验 组合不同级别的RAID 组合不同级别的RAID的目的 从RAID0到RAID6,不同级别的RAID在性能、冗余、价格等方面做了不同程度的折中; 重点介绍: RAID-10、RAID-01、RAID-50 RAID-10: 读、写性能提升 可用空间:N*min(S1,S2,...)/2 有容错能力:每组镜像最多只能坏一块 最少磁盘数:4, 4+ 先使用RAID 1连接两块磁盘,在使用RAID 0连接4块磁盘 特点: 磁盘数:最低4个,2n个,n大于等于2; 优点: 读性能很高,写性能比较好,数据安全性好,允许同时有N个磁盘失效; 缺点: 利用率只有50%,开销大; 可用空间:N*min(S1,S2,...其中最小空间)/2; 有容错能力:每组镜像最多只能坏一块; 适用领域:多用于要求高可用性和高安全性的数据库应用; RAID-01: 多块磁盘先实现RAID0,再组合成RAID1 同RAID 10 ,只不过是先采用RAID 0 先分成两组做成RAID-0,再把组成的RAID-0做成RAID-1;不符合常用方法,每一组有一块坏的硬盘可能性大; RAID-50: 多块磁盘先实现RAID5,再组合成RAID0 是RAID5和RAID0的结合,先实现RAID5,再条带化;(先做RAID-5在做RAID-0,最少6块盘,每组允许坏1块盘,空间利用率灵活)、RAID7(某家公司的私有技术,实际是文件服务器) 特点: 磁盘数:最低6个; 优点: 比RAID5有更好的读性能,比相同容量的RAID5重建时间更短,可以容许N个磁盘同时失效; 缺点: 设计复杂,比较难实现;同一个RAID5组内的两个磁盘失效会导致整个阵列失效; 适用领域:大型数据库服务器、应用服务器、文件服务器等应用; JBOD:Just a Bunch Of Disks 功能:将多块磁盘的空间合并一个大的连续空间使用 可用空间:sum(S1,S2,...) RAID7 可以理解为一个独立存储计算机,自身带有操作系统和管理工具,可以独立运行,理论上性能最高的RAID模式 常用级别: RAID-0, RAID-1, RAID-5, RAID-10, RAID-50, JBOD 常用RAID级别的比较:RAID-0,RAID-1,RAID-5,RAID-10,RAID-50,JBOD RAID-0性能最好; RAID-1冗余度最高; 相同可用容量下,RAID-1和RAID-10开销最高; 软件RAID和硬件RAID 软件RAID:功能都依赖于主机cpu完成,没有第三方的控制处理器和I/O芯片; 硬件RAID:有专门的RAID控制处理器和I/O处理芯片来处理RAID任务,不需占用主机cpu资源; Centos 6上的软件RAID的实现: 结合内核中的md(multi devices)模块即将多个硬盘组织成单个磁盘使用的模块; mdadm工具:模式化的工具;管理模式,跟踪模式; mdadm命令:模式化工具 命令的语法格式: mdadm [mode] [options] :/dev/md#:指明raid设备,重启后会变,因此可挂载uuid使用; :任意块设备; 模式: 创建模式:-C -n #:使用#个块设备来创建此RAID; -l #:指明要创建的RAID的级别; -a {yes|no}:是否自动创建目标RAID设备的设备文件; -c CHUNK_SIZE:指明块大小;默认为512k; -x #:指明冗余空闲盘的个数(不支持冗余能力的RAID级别没有意义); -D:显示RAID的详细信息; mdadm -D /dev/md# 装配:-A 监控:-F 管理:-f(人为损坏),-r(移除),-a(添加) -f:布局指定磁盘为损坏; -a:添加磁盘; -r:移除磁盘; 观察md的状态: cat /proc/mdstat 停止md设备: mdadm -S /dev/md# watch命令:持续动态观察 -n #:刷新间隔,单位是秒; watch -n# 'COMMAND' mdamd支持的级别:LINEAR(JBOD),RAID0,RAID1,RAID4,RAID5,RAID6,RAID10 练习: 1、创建一个可用空间为10G的RAID1设备,要求chunk大小为128K,文件系统为ext4,有一个空闲盘,开机可自动挂载至/backup目录下; 步骤: 1.先创建3个磁盘分区,并调整分区类型为raid类型; 2.再创建raid设备; 3.格式化raid设备; 4.挂载raid设备; ]# fdisk /dev/sdb s输入n-->l-->-->+10G-->t-->9-->fd-->n-->l-->-->+10G-->t-->10-->fd-->-->l-->-->+10G-->t-->11-->fd-->w ]# partx -a /dev/sdb:创建分区后通知内核识别; ]# mdadm -C /dev/md0 -n 2 -l 1 -a yes -c 128K -x 1 /dev/sdb{5,6,7} ]# cat /proc/mdstat:查看md设备; ]# mke2fs -t ext4 /dev/md0 ]# mkdir /myraid ]# mount /dev/md0 /myraid ]# df -lh:查看磁盘分区使用情况; ]# blkid /dev/md0:查看raid设备UUID; ]# mdadm -D /dev/md0:查看raid详细信息; ]# mdadm /dev/md0 -f /dev/sdb5:标记为sdb5设备损坏,此时空闲盘自动替换上; ]# cat /proc/mdstat ]# watch -n1 'cat /proc/mdstat':每一秒钟查看一次,cat执行的命令; |
CopyRight 2018-2019 实验室设备网 版权所有 |