RAID 磁盘阵列详解
磁盘阵列 参数解读
磁盘阵列参数解读英文回答:RAID Levels.RAID (Redundant Array of Independent Disks) is a data storage technology that uses multiple physical disk drives to improve performance and reliability. There are several different RAID levels, each with its own advantages and disadvantages.RAID 0 (Striping): RAID 0 does not provide any data redundancy. It simply stripes data across multiple disks, improving performance but not providing any protection against data loss.RAID 1 (Mirroring): RAID 1 mirrors data across two disks. If one disk fails, the data can still be accessed from the other disk. RAID 1 provides excellent data protection, but it is also the most expensive RAID level.RAID 5 (Parity): RAID 5 uses parity to protect data. Data is striped across multiple disks, and a parity block is created that allows the data to be reconstructed if one disk fails. RAID 5 is a good balance of performance and cost.RAID 6 (Dual Parity): RAID 6 uses dual parity to protect data. Data is striped across multiple disks, and two parity blocks are created. This provides even greater data protection than RAID 5, but it also has a higher performance overhead.RAID 10 (Mirrored Striping): RAID 10 combines RAID 0 and RAID 1. It stripes data across multiple mirrored pairs of disks. This provides both high performance and data protection.RAID Parameters.RAID parameters are the settings that control how a RAID array operates. These parameters include:Stripe Size: The stripe size is the size of the data blocks that are striped across the disks. A larger stripe size can improve performance, but it can also increase the risk of data loss if a disk fails.Number of Parity Disks: The number of parity disks is the number of disks that are used to store parity information. A higher number of parity disks provides greater data protection, but it also reduces the amount of usable storage space.Cache Size: The cache size is the amount of memorythat is used to store frequently accessed data. A larger cache size can improve performance, but it can also increase the cost of the RAID array.Write Policy: The write policy determines how data is written to the RAID array. There are two main types ofwrite policies: write-through and write-back. Write-through policies write data to both the cache and the disks at the same time. Write-back policies write data to the cachefirst and then write it to the disks at a later time.Choosing the Right RAID Level and Parameters.The right RAID level and parameters for a particular application depend on several factors, including:Performance requirements.Data protection requirements.Cost.中文回答:磁盘阵列。
磁盘阵列RAID详解_图文并茂.pdf
磁盘阵列磁盘阵列(Disk Array)(Disk Array)1.为什么需要磁盘阵列如何增加磁盘的存取(access)速度,如何防止数据因磁盘的故障而失落及如何有效的利用磁盘空间,一直是电脑专业人员和用户的困扰;而大容量磁盘的价格非常昂贵,对用户形成很大的负担。
磁盘阵列技术的产生一举解决了这些问题。
过去十年来,CPU 的处理速度增加了五十倍有多,内存(memory)的存取速度亦大幅增加,而数据储存装置--主要是磁盘(hard disk)--的存取速度只增加了三、四倍,形成电脑系统的瓶颈,拉低了电脑系统的整体性能(throughput),若不能有效的提升磁盘的存取速度,CPU、内存及磁盘间的不平衡将使CPU 及内存的改进形成浪费。
目前改进磁盘存取速度的的方式主要有两种。
一是磁盘快取控制(disk cache controller),它将从磁盘读取的数据存在快取内存(cache memory)中以减少磁盘存取的次数,数据的读写都在快取内存中进行,大幅增加存取的速度,如要读取的数据不在快取内存中,或要写数据到磁盘时,才做磁盘的存取动作。
这种方式在单工环境(single-tasking environment)如DOS 之下,对大量数据的存取有很好的性能(量小且频繁的存取则不然),但在多工(multi-tasking)环境之下(因为要不停的作数据交换(swapping)的动作)或数据库(database)的存取(因为每一记录都很小)就不能显示其性能。
这种方式没有任何安全保障。
其二是使用磁盘阵列的技术。
磁盘阵列是把多个磁盘组成一个阵列,当作单一磁盘使用,它将数据以分段(striping)的方式储存在不同的磁盘中,存取数据时,阵列中的相关磁盘一起动作,大幅减低数据的存取时间,同时有更佳的空间利用率。
磁盘阵列所利用的不同的技术,称为RAID level,不同的level 针对不同的系统及应用,以解决数据安全的问题。
什么是RAIDRAID0,RAID1,RAID2,RAID3,RAID4,RAID5,RAID6,RAID10
一.什么是RAID:RAID是“Redundant Array of Independent Disk”的缩写,中文意思是独立冗余磁盘阵列。
冗余磁盘阵列技术诞生于1987年,由美国加州大学伯克利分校提出。
RAID磁盘阵列(Redundant Array of Independent Disks)简单地解释,就是将N台硬盘通过RAID Controller(分Hardware,Software)结合成虚拟单台大容量的硬盘使用,其特色是N台硬盘同时读取速度加快及提供容错性Fault Tolerant,所以RAID是当成平时主要访问Data的Storage不是Backup Solution。
在RAID有一基本概念称为EDAP(Extended Data Availability and Protection),其强调扩充性及容错机制,也是各家厂商如:Mylex,IBM,HP,Compaq,Adaptec,Infortrend等诉求的重点,包括在不须停机情况下可处理以下动作:RAID 磁盘阵列支援自动检测故障硬盘;RAID 磁盘阵列支援重建硬盘坏轨的资料;RAID 磁盘阵列支援支持不须停机的硬盘备援 Hot Spare;RAID 磁盘阵列支援支持不须停机的硬盘替换 Hot Swap;RAID 磁盘阵列支援扩充硬盘容量等。
一旦RAID阵列出现故障,硬件服务商只能给客户重新初始化或者REBUILD,这样客户数据就会无法挽回。
因此对RAID0、RAID1、RAID5以及组合型的RAID系列磁盘阵列数据恢复,出现故障以后只要不对阵列作初始化操作,就有机会恢复出故障RAID磁盘阵列的数据。
二.关于RAID的技术规范介绍(1)RAID技术规范简介冗余磁盘阵列技术最初的研制目的是为了组合小的廉价磁盘来代替大的昂贵磁盘,以降低大批量数据存储的费用,同时也希望采用冗余信息的方式,使得磁盘失效时不会使对数据的访问受损失,从而开发出一定水平的数据保护技术,并且能适当的提升数据传输速度。
磁盘阵列各种RAID原理磁盘使用率
磁盘阵列各种RAID原理磁盘使用率RAID(Redundant Array of Inexpensive Disks)是一种磁盘阵列,可以将多块普通的磁盘拼接在一起形成更高效、可靠的数据存储系统。
它可以通过将存储空间划分成若干块虚拟磁盘来提高磁盘访问性能。
存储空间划分的方式共分为9种,分别是RAID0,RAID1,RAID2,RAID3,RAID4,RAID5,RAID6,RAID7和RAID10,其中RAID 0、RAID 1、RAID 5和RAID 10是最常用的四种RAID级别。
RAID0是把多块磁盘组合成一个虚拟磁盘,通过分割、重组来提升数据的存取速度,这种RAID把多块磁盘拼接在一起形成一个虚拟磁盘,不提供数据冗余,磁盘使用率比较高,但是其可靠性较低。
RAID1是把多块相同容量的磁盘拼接在一起形成一个虚拟磁盘,不同的是,这种RAID方式采用镜像技术,每个磁盘上的数据都会与另一块磁盘上的数据完全相同,提供了更好的可靠性,磁盘使用率较低,只有一半的磁盘空间可以使用。
RAID5是一种磁盘阵列中比较常用的RAID级别,它将磁盘阵列中的磁盘分成两种,一般磁盘和校验磁盘,这样就可以在一个虚拟磁盘上存储大量数据,任一块磁盘出现问题时,系统可以通过校验磁盘上的冗余数据来恢复受损的数据,并且RAID5提供了比RAID1更高的数据存储空间,磁盘使用率也比RAID1更高。
磁盘阵列原理
磁盘阵列原理磁盘阵列(RAID)是一种通过将多个磁盘驱动器合并成一个逻辑单元来提供数据冗余和性能提升的技术。
磁盘阵列利用磁盘级别的冗余来提供数据的备份和恢复能力,并通过将数据分布在多个磁盘上来提高数据访问速度。
在本文中,我们将探讨磁盘阵列的原理以及它是如何工作的。
1. 磁盘阵列的概念和分类磁盘阵列是一种将多个独立的磁盘驱动器组合在一起,形成一个逻辑单元的技术。
根据不同的需求,磁盘阵列可以被划分为多个级别,常见的包括RAID 0、RAID 1、RAID 5、RAID 6等级别。
每个级别都有其特定的数据保护和性能特性。
2. RAID 0RAID 0将数据分块并分布到多个磁盘上,以提高数据的读写性能。
它通过在多个磁盘上同时读取和写入数据来实现并行访问。
然而,RAID 0没有冗余机制,一旦其中一个磁盘损坏,所有数据将会丢失。
3. RAID 1RAID 1通过将数据复制到多个磁盘上来提供冗余能力。
每个数据块都会被复制到两个或更多的磁盘上,以确保数据的完整性。
当其中一个磁盘发生故障时,系统可以从其他磁盘中恢复数据。
4. RAID 5RAID 5采用分布式奇偶校验的方式来提供冗余能力。
它将数据分块并分布到多个磁盘上,同时计算奇偶校验信息并存储在不同的磁盘上。
当其中一个磁盘损坏时,系统可以通过计算奇偶校验信息来恢复数据。
5. RAID 6RAID 6在RAID 5的基础上增加了第二个奇偶校验信息。
这意味着RAID 6可以容忍两个磁盘的故障,提供更高的数据可靠性。
6. 磁盘阵列的工作原理磁盘阵列通过控制器来管理和操作多个磁盘驱动器。
控制器负责将数据分块并分布到多个磁盘上,同时监测磁盘的状态。
当磁盘发生故障时,控制器可以根据不同的级别(如RAID 1、RAID 5等)来执行数据的恢复操作。
7. 磁盘阵列的优势和应用磁盘阵列提供了数据的冗余和性能提升能力,可以提高数据的可靠性和访问速度。
它广泛应用于服务器、存储系统、数据库等需要高可靠性和高性能的场景。
raid(独立冗余磁盘阵列)基础知识
raid(独立冗余磁盘阵列)基础知识RAID(独立冗余磁盘阵列)基础知识RAID(独立冗余磁盘阵列)是一种通过将多个磁盘驱动器组合在一起来提高数据存储性能和冗余性的技术。
RAID技术通过将数据分散存储在多个磁盘上,实现了数据的并行读写和冗余备份,从而提高了数据的可靠性和性能。
RAID技术的核心思想是将多个磁盘驱动器组合在一起,形成一个逻辑卷(Logical Volume),这个逻辑卷被操作系统看作是一个单独的磁盘。
RAID可以通过不同的方式组织磁盘驱动器,从而实现不同的性能和冗余级别。
常见的RAID级别包括RAID 0、RAID 1、RAID 5和RAID 10。
RAID 0是一种数据分布方式,它将数据均匀地分布在多个磁盘上,从而提高了数据的读写性能。
RAID 0的性能优势主要体现在读取速度方面,因为数据可以同时从多个磁盘上读取。
然而,RAID 0没有冗余备份机制,一旦其中一个磁盘发生故障,所有数据都将丢失。
RAID 1是一种数据冗余方式,它通过将数据在多个磁盘上进行镜像备份来提高数据的可靠性。
RAID 1的优势在于当一个磁盘发生故障时,系统可以从其他磁盘上读取数据,保证数据的完整性。
然而,RAID 1的缺点是存储效率较低,因为每个磁盘都需要存储完整的数据。
RAID 5是一种将数据和校验信息分布在多个磁盘上的方式,通过计算校验信息来实现数据的冗余备份。
RAID 5的优势在于能够提供较高的数据存储效率和较好的读取性能,同时具备一定的容错能力。
当一个磁盘发生故障时,可以通过校验信息恢复数据。
然而,RAID 5的写入性能相对较低。
RAID 10是RAID 1和RAID 0的结合,它将数据分散存储在多个磁盘上,并通过镜像备份提供冗余性。
RAID 10的优势在于能够提供较高的读取和写入性能,同时具备较好的容错能力。
然而,RAID 10的缺点是存储效率较低,因为每个磁盘都需要存储完整的数据。
除了上述常见的RAID级别外,还存在一些其他的RAID级别,如RAID 2、RAID 3、RAID 4和RAID 6等。
磁盘阵列详解
磁盘阵列详解RAID:是一种将多块磁盘形成一个有机整体,使之能够在硬盘故障时提供数据保护的技术. RAID分级取决于三个因素:分条Striping:将数据分散到不同物理硬盘上,使读写数据时可以同时访问多块硬盘!数据镜像Mirroring:将同一数据写在两块不同硬盘上,从而产生该数据两个副本!奇偶校验Parity (Error Correction ):通过数学方法而不是单纯重复写同样数据来实现数据保护.注:独立磁盘奇偶校验:校验信息单独存在磁盘上,一旦出现磁盘损坏,用校验值减去其它磁盘上对应位臵的值,就能找回数据!RAID 0单纯依靠分条提高I/O性能,无数据保护!适用:I/O量大但不需要数据保护的应用 e.g.图像处理!RAID 1通过数据镜像提升容错性!同一数据写在不同硬盘上!可以承受一块甚至几块硬盘同时坏掉,但不优化读取性能!适用:数据安全可靠性要求非常高的应用 e.g. 人事会计系统!RAID 2带海明码的RAID!RAID 3通过分条提高性能,利用奇偶校验提升容错性。
在存储普通的信息的硬盘以外,用一块专门的硬盘存储校验信息!RAID 4通过分条提高性能,利用奇偶校验提升容错性!在存储普通的信息的硬盘以外,用一块专门的硬盘存储校验信息。
但允许某一数据单元(block)可以从单块磁盘中读写,而无需访问整个条带,所以数据读取的速度高!RAID 5通过分条提高性能,利用奇偶校验提升容错性。
允许某一数据单元(block)可以从单块磁盘中读写,而无需访问整个条带。
校验信息分布在所有磁盘上!比RAID4写性能好,容易恢复!RAID 6基本与RAID5一样,但引入第二校验元素应对两块磁盘同时失效的情况。
写代价也因此比RAID5高,恢复也比RAID5耗时长!RAID 1+0分条的镜像数据先被镜像,再分条,数据恢复简单,迅速。
RAID 0+1镜像的分条数据先被分条,再镜像,一旦一块硬盘坏掉,级数下降成RAID0,恢复起来较RAID1+0麻烦。
raid介绍与容量计算
raid介绍与容量计算
RAID(冗余磁盘阵列)是一种将多个磁盘驱动器组合在一起
以提供可靠性和性能的技术。
通过将数据分散存储在多个磁盘上,RAID可以实现数据冗余和增加读写速度。
RAID有几种不同的级别,每个级别都有不同的特点和适用场景。
以下是一些常见的RAID级别:
1. RAID 0:数据分条带存储在多个磁盘上,提高了读写速度,但没有冗余备份。
容量计算使用所有磁盘的总和。
2. RAID 1:数据写入两个磁盘,实现数据的完全备份。
读取
性能略高于单个磁盘,但写入性能相对较差。
容量计算为总容量的一半,因为数据是完全冗余的。
3. RAID 5:数据和奇偶校验信息分布在多个磁盘上,提供了
数据的冗余和读写性能的提升。
至少需要三个磁盘。
容量计算为总容量减去一个磁盘的空间。
4. RAID 6:类似于RAID 5,但提供了更高的数据冗余性。
需
要至少四个磁盘。
容量计算为总容量减去两个磁盘的空间。
容量计算取决于RAID级别、磁盘大小和数量。
例如,如果有四个2TB的磁盘,并使用RAID 5,那么总容量为2TB * 3 =
6TB,因为一个磁盘用于奇偶校验。
需要注意的是,RAID的容量计算不包括操作系统或RAID控
制器的开销,因此实际可用容量可能会略有不同。
此外,RAID还提供了其他的优点,如故障容错和数据保护。
raid原理
raid原理
RAID(冗余磁盘阵列)是一种使用多个磁盘驱动器组合成一个逻辑单元的技术,旨在提高数据存储的性能和可靠性。
RAID采用不同的技术级别,每个级别有其独特的原理。
下面将简要介绍几种常见的RAID级别的原理:
1. RAID 0:RAID 0采用数据条带化的方式将数据均匀地分布在多个磁盘驱动器上。
数据被分为多个块,并在驱动器之间交替写入。
这种条带化方式提高了数据的读写速度,但没有容错能力,因为当一个驱动器出现问题时,整个数组的数据都会受到影响。
2. RAID 1:RAID 1采用镜像方式存储数据,将相同的数据同时写入到至少两个磁盘驱动器中。
这种方式提供了数据的冗余备份,当一个驱动器发生故障时,系统可以从另一个驱动器中读取数据。
RAID 1的优点是容错能力强,但写入速度相对较慢。
3. RAID 5:RAID 5通过将数据和奇偶校验信息交错地分布在多个磁盘驱动器上,实现数据的冗余和读写性能的提升。
奇偶校验信息用于恢复数据,在某个驱动器发生故障时,系统可以通过奇偶校验信息计算出丢失的数据。
RAID 5至少需要三个驱动器,写入速度相对较慢,但具有较好的性能和容错能力。
4. RAID 10:RAID 10是RAID 0和RAID 1的结合,采用条带化和镜像的方式存储数据。
RAID 10至少需要四个驱动器,通过将数据分为多个块并同时在镜像组中存储,提供了较高的读
写性能和容错能力。
这些是常见的RAID级别,每个级别都具有不同的原理和应用场景。
通过选择适当的RAID级别,可以根据实际需求提高数据存储的性能和可靠性。
RAID磁盘阵列详解
RAID磁盘阵列详解(一)核心提示:RAID 1.RAID概述Raid是一种将多块磁盘组成一个阵列整体的技术,我们可以把它当成单个磁盘使用。
Raid磁盘阵列根据其使用的技术不同,可用于提高数据读写效率、提高数据冗余(备份),当阵列中一个磁盘发生故障时,RAID1.RAID概述Raid是一种将多块磁盘组成一个阵列整体的技术,我们可以把它当成单个磁盘使用。
Raid磁盘阵列根据其使用的技术不同,可用于提高数据读写效率、提高数据冗余(备份),当阵列中一个磁盘发生故障时,可以通过校验数据从其它磁盘中进行恢复,大大增强了应用系统数据的读写性能及可靠性。
RAID一般是在SCSI磁盘上实现的,因为IDE磁盘的性能较慢,而且IDE通道最多只能接4个磁盘。
2.RAID的分类硬件RAID:硬件RAID是通过RAID卡来实现的,通过RAID卡把若干同等容量大小的硬盘,根据使用方向的不同,聚合起来成为一个大的虚拟RAID设备(RAID0,RAID1,RAID5或RAID10……),如果每个硬盘容量不一致,以最小容量的硬盘为基础。
它的成员是整个硬盘。
在企业级应用领域,大部份都是硬件RAID。
软RAID:通过软件来实现的,把若干同等容量大小的硬盘或分区,根据使用方向的不同,聚合起来成为一个大的虚拟RAID设备(RAID0,RAID1,RAID5或RAID10……),如果每个硬盘或分区容量不一致,以最小容量的硬盘或分区为基础。
软RAID的成员是整个硬盘或分区。
软件RAID由于性价比高,大多被中小型企业所采用。
3.常见的软RAID技术包括以下几种RAID 0:是一种最基本的阵列方式,n(磁盘数)>=2,实际容量=n x单块磁盘(分区)容量。
存取数据时,通过将数据分段同时写入到不同的磁盘中,大大提高了读写速度。
但没有数据冗余,其中任何一块磁盘损坏,都可能导致数据丢失。
所以RAID0常被用于对存储效率要求较高,但对数据安全性要求不高的应用解决方案中。
RAID的级别和原理
RAID的级别和原理
RAID(Redundant Array of Independent Disks,独立磁盘阵列)是
一种在两台甚至更多的服务器上组合逻辑磁盘的一种存储技术,它可以给
存储系统带来高可靠性和高性能。
它也是一种可以实现各种磁盘阵列虚拟化,有效提高存储性能和可靠性的技术。
RAID级别有许多,它们的组织方式和功能也不同。
具体来说,RAID0,RAID1,RAID5,RAID6,RAID10,RAID50和RAID60均为非常常见的RAID
级别。
RAID0,也称为快速存储池或者磁盘阵列,是RAID特有的级别,其基
本原理是将多块磁盘分割成几块虚拟磁盘,使得多个物理磁盘的性能可以
叠加达到更高的系统性能,并且不需要添加额外的比较开销。
RAID0不支
持纠错,任何一块物理磁盘损坏则导致所有的数据全部丢失。
RAID1由两块或多块磁盘组成,使用两个磁盘镜像来实现高可用性,
可以防止任何单块磁盘故障而造成的数据丢失。
然而,RAID1的缺点在于,它没有第三块磁盘防止数据丢失,当两块磁盘都出现故障的时候,会导致
数据的全部丢失。
RAID5是以软件RAID磁盘阵列的方式提高容量和性能的磁盘阵列技术,其原理是使用特殊的方式将多块物理磁盘逻辑联结为一个虚拟磁盘,
并在这些物理磁盘上创建一个复制的冗余数据块用于错误校正。
raid介绍简单易懂
raid介绍简单易懂RAID(冗余阵列独立磁盘,Redundant Array of Independent Disks)是一种通过将多个硬盘组合在一起的技术,以提高数据存储性能、可靠性和/或容量。
RAID 技术通过在多个硬盘之间分配数据和/或进行冗余备份来实现这些目标。
以下是几种常见的 RAID 级别,每个级别都有不同的工作原理和适用场景:1. RAID 0 - 带条带化(Striping):•工作原理:数据被分割成小块,然后分别写入多个硬盘。
提高读写性能,但不提供冗余,一块硬盘故障会导致数据丢失。
•适用场景:对性能要求高,对数据冗余要求不高的场景,如临时数据存储。
2. RAID 1 - 镜像(Mirroring):•工作原理:数据同时写入两块硬盘,实现数据冗余。
如果一块硬盘故障,另一块硬盘仍然可用。
•适用场景:对数据冗余和可靠性要求高的场景,如关键数据存储。
3. RAID 5 - 带分布式奇偶校验(Striping with Distributed Parity):•工作原理:将数据分割成块并分别写入多个硬盘,同时每个块的奇偶校验信息分布在其他硬盘上。
提高性能和数据冗余。
•适用场景:对性能和冗余兼顾的场景,如文件服务器。
4. RAID 6 - 带双分布式奇偶校验(Striping with Dual Distributed Parity):•工作原理:类似 RAID 5,但使用两个奇偶校验块。
可以容忍两块硬盘同时故障。
•适用场景:对冗余容错性要求极高的场景,如大容量磁盘阵列。
5. RAID 10 - RAID 1+0:•工作原理:将多块硬盘分为两组,每组实施 RAID 1 镜像,然后通过 RAID 0 带条带化。
兼具高性能和高冗余。
•适用场景:对性能和冗余兼顾的场景,如数据库服务器。
RAID 技术可以根据需求进行组合或选择,以满足不同的存储需求。
选择合适的 RAID 级别需要综合考虑性能、可靠性、成本和数据冗余等因素。
RAID阵列介绍
RAID阵列介绍
RAID阵列(Redundant Array of Independent Disks,即独立磁盘冗余阵列)是将一组磁盘组合成一个逻辑磁盘组成的虚拟磁盘,经过技术处理后,这组磁盘的资源被统一共享,被视为一个逻辑磁盘区域,称为RAID阵列。
通过RAID技术,可以将多个基础物理存储组合成一个更大容量的存储资源,从而提高系统对存储设备的利用率。
RAID阵列有多种类型。
它们有共同的基础原理,即通过将多块独立磁盘组合成一个逻辑磁盘而实现抗故障、提高I/O性能和提高可靠性的功能。
根据不同的组合方式,RAID技术被分为RAID0、RAID1、RAID5、RAID10等。
RAID0:RAID0是将多台物理硬盘组合成一个逻辑硬盘,并将数据块分散存储在多个磁盘上,能够实现高效的I/O操作,但是没有冗余备份,一旦有一个磁盘出现故障,则会导致数据丢失而不可恢复。
RAID1:RAID1是将2台或2台以上的物理硬盘的数据实现完全镜像存储,即将一个磁盘内的数据完全复制到另一个磁盘,以满足高可靠的要求,备份磁盘可以在物理硬盘出现故障时提供保障,但是I/O性能较差,因为当一台硬盘写入数据时,需要将数据同时写入另一台硬盘。
RAID5:RAID5是将3台或3台以上的物理硬盘组合成一个磁盘组,其中会有一台被用作系统冗余。
RAID磁盘阵列详解
RAID磁盘阵列详解磁盘阵列(Redundant Arrays of Inexpensive Disks,RAID),有“价格便宜具有冗余能力的磁盘阵列”之意。
原理是利用数组方式来作磁盘组,配合数据分散排列的设计,提升数据的安全性。
磁盘阵列是由很多价格较便宜的磁盘,组合成一个容量巨大的磁盘组,利用个别磁盘提供数据所产生加成效果提升整个磁盘系统效能。
利用这项技术,将数据切割成许多区段,分别存放在各个硬盘上。
磁盘阵列还能利用同位检查(Parity Check)的观念,在数组中任一颗硬盘故障时,仍可读出数据,在数据重构时,将数据经计算后重新置入新硬盘中。
RAID 0(条带(strping))是组建磁盘阵列中最简单的一种形式,只需要2块以上的硬盘即可,成本低,可以提高整个磁盘的性能和吞吐量。
RAID 0没有提供冗余或错误修复能力,但实现成本是最低的。
特点:速度快,没有容错能力RAID1:镜像(mirroring)ID 1称为磁盘镜像,原理是把一个磁盘的数据镜像到另一个磁盘上,也就是说数据在写入一块磁盘的同时,会在另一块闲置的磁盘上生成镜像文件,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,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,当一块硬盘失效时,系统会忽略该硬盘,转而使用剩余的镜像盘读写数据,具备很好的磁盘冗余能力。
虽然这样对数据来讲绝对安全,但是成本也会明显增加,磁盘利用率为50%,以四块80GB容量的硬盘来讲,可利用的磁盘空间仅为160GB。
另外,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。
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。
因此,RAID 1多用在保存关键性的重要数据的场合。
RAID 1示意图RAID5:条带+分布校验3块以上,利用率为(n-1)/n,有容错功能,最多可以坏一块磁盘RAID6:条带+分布校验+分布校验5块以上,利用率为(n-2)/n,有容错功能,最多可以坏二块磁盘RAID10:镜像+条带利用率为50%RAID配置总结:mdadm命令:mdadm - manage MD(mutiple disk) devices aka Linux Software RAIDCurrently, Linux supports LINEAR md devices, RAID0 (striping), RAID1(mirroring), RAID4, RAID5, RAID6, RAID10, MULTIPATH, FAULTY, and CON- TAINER.-C:新建RAID设备-l:设定RAID级别-n:磁盘数目:设定RAID成员设备数目-x(spare device):磁盘数目,设定备用磁盘数目-s:扫描配置文件/etc/madam.conf-D:查看RAID设备信息-S:停用RAID-A:激活RAID[root@lvm ~]# cat /proc/mdstat 查看RAID的配置信息Personalities : [raid6] [raid5] [raid4]md5 : active raid5 sde[5] sdf[4](S) sdd[2] sdc[1] sdb[0]3144192 blocks super 1.2 level 5, 512k chunk, algorithm 2 [4/4] [UUUU]unused devices: <none>[root@lvm ~]# mdadm -Ds 查看设备信息ARRAY /dev/md5 metadata=1.2 spares=1 name=lvm:5 UUID=e433a3d5:94c67839:5e66cae5:e4976d17创建RAID5mdadm -C /dev/md5 -l5 -n4 -x1 /dev/sd[bcdef]查看RAID的详细信息mdadm -D /dev/md5创建配置文件mdadm -Ds >>/etc/mdadm.conf停止 RAIDmdadm -S /dev/md5查看RAID信息cat /proc/mdstat格式化挂载RAID磁盘阵列mkfs.ext4 /dev/md5自动挂载RAID阵列修改/etc/fstab注:/boot分区用于存放引导文件,不用应用RAID机制RAID5模拟故障让失效的/dev/sdb1替换为/dev/sdg1mdadm /dev/md5 -a /dev/sdg1 -r /dev/sdb1配置共享的热备份磁盘多个RAID共享备份磁盘节约空间修改 mdadm.conf文件添加 spare-group\sparedisks--monitor开启监控RAID多种元数据格式-Es 查看成员设备上的元数据信息--zero -superblock 清空成员设备上的元数据信息[root@localhost ~]# mdadm -E /dev/sdb 查看磁盘上的元数据千万不要在没有关闭RAID的情况下删除分区正确关闭RAID的步骤1.umount卸载RAID文件系统2.mdadm -S停用RAID3.清空/etc/mdadm.conf文件4.清除/etc/fstab中RAID的挂载记录5.清除每块磁盘上的元数据6.删除/dev/下所对应的raid设备[root@lvm ~]# cat /proc/mdstat 查看RAID的配置信息Personalities : [raid6] [raid5] [raid4]md5 : active raid5 sde[5] sdf[4](S) sdd[2] sdc[1] sdb[0]3144192 blocks super 1.2 level 5, 512k chunk, algorithm 2 [4/4] [UUUU]unused devices: <none>[root@lvm ~]# mdadm -DsARRAY /dev/md5 metadata=1.2 spares=1 name=lvm:5 UUID=e433a3d5:94c67839:5e66cae5:e4976d17==========================================================================练习:1.新建raid5卷,使用4块磁盘作raid5,1块磁盘作热备[root@localhost Desktop]# mdadm -C /dev/md5 -l5 -n4 -x1 /dev/sd[bcdef]mdadm: Defaulting to version 1.2 metadatamdadm: array /dev/md5 started.[root@localhost Desktop]# cat /proc/mdstat 查看RAID的配置信息Personalities : [raid6] [raid5] [raid4]md5 : active raid5 sde[5] sdf[4](S) sdd[2] sdc[1] sdb[0] 可知sdf[4]做了热备盘 3144192 blocks super 1.2 level 5, 512k chunk, algorithm 2 [4/4] [UUUU][root@localhost Desktop]# mdadm -D /dev/md5 查看/dev/md5的设备信息/dev/md5:Version : 1.2Creation Time : Sun Jul 21 01:19:25 2013Raid Level : raid5Array Size : 3144192 (3.00 GiB 3.22 GB)Used Dev Size : 1048064 (1023.67 MiB 1073.22 MB)Raid Devices : 4Total Devices : 5Persistence : Superblock is persistentUpdate Time : Sun Jul 21 01:19:33 2013State : cleanActive Devices : 4Working Devices : 5Failed Devices : 0Spare Devices : 1Layout : left-symmetricChunk Size : 512KName : lvm:5 (local to host lvm)UUID : e433a3d5:94c67839:5e66cae5:e4976d17Events : 18[root@localhost Desktop]# mdadm -Ds >> /etc/mdadm.conf 创建配置文件[root@localhost Desktop]# mdadm -S /dev/md5 停止RAIDmdadm: stopped /dev/md5[root@localhost Desktop]# mdadm -A /dev/md5 激活RAIDmdadm: /dev/md5 has been started with 4 drives and 1 spare.[root@localhost Desktop]# mkfs.ext4 /dev/md52.格式化raid5设备[root@localhost Desktop]# mkfs.ext4 /dev/md5 格式化md53.挂载使用[root@localhost Desktop]# mkdir /file[root@localhost Desktop]# mount /dev/md5 /file4.自动挂载功能,修改/etc/fstab文件,添加在/etc/fstab写入/devsda5 /file ext4 defaults 0 0[root@localhost Desktop]# mdadm -D /dev/md5 格式化及挂载后,再次查看md5设备信息/dev/md5:Number Major Minor RaidDevice State0 8 16 0 active sync /dev/sdb1 8 32 1 active sync /dev/sdc2 8 48 2 active sync /dev/sdd5 8 64 3 active sync /dev/sde4 8 80 - spare5.让其中的一块失效,然后看raid5是否能够继续使用[root@localhost Desktop]# mdadm /dev/md5 -f /dev/sdd(先失效一块)[root@localhost Desktop]# mdadm /dev/md5 -f /dev/sde (后失效一块)使用cat /proc/mdstat命令查看修复过程(需赶快查看,才能看到效果)6.删除有问题的磁盘,添加一个好的磁盘作热备,要求磁盘>容量一致mdadm /dev/md5 -r /dev/sde[de] -a /dev/sd【gh】[root@localhost ~]# cat /proc/mdstat 查看raid的构建过程Personalities : [raid6] [raid5] [raid4]md5 : active raid5 sde[5] sdf[4](S) sdd[2] sdc[1] sdb[0]3144192 blocks super 1.2 level 5, 512k chunk, algorithm 2 [4/3] [UUU_][=============>.......] recovery = 68.5% (719232/1048064) finish=0.0min speed=143846K/sec [root@localhost file]# mdadm -D /dev/md5/dev/md5:Version : 1.2Creation Time : Sun Jul 21 01:19:25 2013Raid Level : raid5Array Size : 3144192 (3.00 GiB 3.22 GB)Used Dev Size : 1048064 (1023.67 MiB 1073.22 MB)Raid Devices : 4Total Devices : 5Persistence : Superblock is persistentUpdate Time : Sun Jul 21 01:44:49 2013State : cleanActive Devices : 4Working Devices : 5Failed Devices : 0Spare Devices : 1Layout : left-symmetricChunk Size : 512KName : lvm:5 (local to host lvm)UUID : e433a3d5:94c67839:5e66cae5:e4976d17Events : 68Number Major Minor RaidDevice State0 8 16 0 active sync /dev/sdb1 8 32 1 active sync /dev/sdc4 8 80 2 active sync /dev/sdf6 8 112 3 active sync /dev/sdh5 8 96 - spare /dev/sdg[root@localhost file]# mdadm /dev/md5 -f /dev/sdh 再次破坏/dev/sdh [root@localhost file]# mdadm -D /dev/md5Active Devices : 4Working Devices : 4Failed Devices : 1Number Major Minor RaidDevice State0 8 16 0 active sync /dev/sdb1 8 32 1 active sync /dev/sdc4 8 80 2 active sync /dev/sdf5 8 96 3 active sync /dev/sdg6 8 112 - faulty spare /dev/sdh[root@localhost file]# mdadm /dev/md5 -f /dev/sdh[root@localhost file]# mdadm -D /dev/md5/dev/md5:State : clean, degraded, recoveringActive Devices : 3Working Devices : 4Failed Devices : 1Spare Devices : 1Number Major Minor RaidDevice State0 8 16 0 active sync /dev/sdb1 8 32 1 active sync /dev/sdc4 8 80 2 active sync /dev/sdf5 8 96 3 spare rebuilding /dev/sdg6 8 112 - faulty spare /dev/sdh 【root@localhost file]# mdadm /dev/md5 -f /dev/sdf 破坏/sdf盘Active Devices : 2Working Devices : 2Failed Devices : 3Number Major Minor RaidDevice State0 8 16 0 active sync /dev/sdb1 8 32 1 active sync /dev/sdc2 0 0 2 removed3 0 0 3 removed4 8 80 - faulty spare /dev/sdf5 8 96 - faulty spare /dev/sdg [root@localhost /]# mount -a 卸载再挂载mount: wrong fs type, bad option, bad superblock on /dev/md5,[root@localhost /]# mdadm -S /dev/md5mdadm: stopped /dev/md5[root@localhost /]# mdadm -A /dev/md5mdadm: /dev/md5 assembled from 2 drives - not enough to start the array.[root@localhost /]# mdadm -Es /dev/sdb 查看成员设备上的元数据信息ARRAY /dev/md/5 metadata=1.2 UUID=e433a3d5:94c67839:5e66cae5:e4976d17 name=lvm:5 [root@localhost /]# mdadm -E /dev/sdbRaid Level : raid5Device Role : Active device 0Array State : AA.. ('A' == active, '.' == missing)=========删除/dev/md51.卸载挂载点[root@localhost /]# umount /dev/sda52.[root@localhost /]#mdadm -S停用RAID3.清空 /etc/mdadm.conf文件4彻底清除/etc/fstab文件的挂载记录5.清除每块磁盘的元数据[root@localhost /]# mdadm --zero-superblock /dev/sd[bcdefg]6.删除/dev/下所对应的raid设备。
什么是电脑RAID如何设置和管理硬盘阵列
什么是电脑RAID如何设置和管理硬盘阵列电脑RAID:硬盘阵列的设置与管理RAID(独立磁盘冗余阵列)是一种通过将多个硬盘组合在一起来提供数据冗余和性能增加的技术。
在计算机存储领域,RAID已经成为存储数据的常用方式。
本文将介绍什么是电脑RAID以及如何设置和管理硬盘阵列。
一、什么是电脑RAIDRAID是一种数据存储技术,它通过将多个硬盘组合在一起,形成一个逻辑上的硬盘阵列,来提高数据的性能、可靠性和容错性。
RAID 可以在硬件或软件层面上实现,不同级别的RAID提供不同的优势和适用性。
常见的RAID级别包括RAID 0、RAID 1、RAID 5、RAID 6和RAID 10。
每个级别都有不同的特点和目标,适用于不同的应用场景。
二、RAID的设置1. 硬件RAID vs 软件RAID硬件RAID通过专用的RAID控制器实现,它独立于操作系统,具有更高的性能和更好的稳定性。
硬件RAID通常需要购买额外的RAID 卡,并将硬盘连接到此卡上。
然后,通过BIOS或管理软件来配置RAID。
软件RAID则是通过操作系统提供的软件功能来实现。
它依赖于CPU的计算能力,并且对硬件的依赖较低。
软件RAID设置比硬件RAID更加灵活和方便,但性能可能受到操作系统的影响。
2. RAID级别的选择选择适合自己需求的RAID级别是非常重要的。
以下是几个常见的RAID级别的特点:- RAID 0:提供了数据的条带化,提高了性能,但没有冗余。
如果一个硬盘故障,所有数据都将丢失。
- RAID 1:提供了数据的镜像,即数据同时存储在两个硬盘上。
如果一个硬盘故障,数据仍然可用。
- RAID 5:将数据和校验信息分散存储在所有硬盘上,提供了较好的性能和冗余。
如果一个硬盘故障,数据可以通过计算校验信息来恢复。
- RAID 6:类似于RAID 5,但提供了双倍的校验,更能容忍两个硬盘故障。
- RAID 10:将RAID 1的镜像和RAID 0的条带化结合,提供了较好的性能和冗余。
「干货」图文并茂磁盘阵列RAID详解
「干货」图文并茂磁盘阵列RAID详解独立硬盘冗余阵列(RAID, Redundant Array of Independent Disks),旧称廉价磁盘冗余阵列(Redundant Array of Inexpensive Disks),简称磁盘阵列。
利用虚拟化存储技术把多个硬盘组合起来,成为一个或多个硬盘阵列组,目的提升性能或数据冗余或是两者同时提升。
RAID分类1.硬件RAID:用RAId接口卡来实现;需要内核支持其驱动,并且该类设备设备显示为SCSI设备,代号为/dev/sd*。
2.软件RAID:用内核中的MD(multiple devices)模块实现,该类设备在/etc/下表示为:md*;在现在的RH 5版本中使用mdadm 工具管理软RAID;(虽然来说可以用软件模拟实现raid,但是相对对磁盘控制的功能及性能不如硬件实现的好,生产环境中最好使用硬件raid。
几种常见RAID类型描述RAID-0 :striping(条带模式),至少需要两块磁盘,做RAID 分区的大小最好是相同的(可以充分发挥并优势);而数据分散存储于不同的磁盘上,在读写的时候可以实现并发,所以相对其读写性能最好;但是没有容错功能,任何一个磁盘的损坏将损坏全部数据。
RAID-1 :mirroring(镜像卷),至少需要两块硬盘,raid大小等于两个raid分区中最小的容量(最好将分区大小分为一样),可增加热备盘提供一定的备份能力;数据有冗余,在存储时同时写入两块硬盘,实现了数据备份;但相对降低了写入性能,但是读取数据时可以并发,几乎类似于raid-0的读取效率。
RAID-5 :需要三块或以上硬盘,可以提供热备盘实现故障的恢复;采用奇偶效验,可靠性强,且只有同时损坏两块硬盘时数据才会完全损坏,只损坏一块硬盘时,系统会根据存储的奇偶校验位重建数据,临时提供服务;此时如果有热备盘,系统还会自动在热备盘上重建故障磁盘上的数据。
RAID磁盘阵列配置详解
管理软RAID磁盘阵列RAID即廉价冗余磁盘阵列(Redundant Array of Inexpensive Disk),通过RAID 技术将多个磁盘组成一个阵列整体,使用时可作为单个磁盘,不仅可获得更大的磁盘空间,也能够提高读写性能、实现设备冗余(备份)。
Linux服务器支持以软件控制器的方式来实现对RAID阵列的管理。
1.添加4块容量均为20GB的SCSI磁盘,组建一个RAID5软阵列。
2.格式化软RAID设备,并挂载到/mymd文件夹。
3.RAID设备的解散和重组、故障盘替换、固定配置文件等。
1.添加4块20GB的SCSI虚拟磁盘1)关闭RHEL 5虚拟机,通过“编辑虚拟机设置”添加4块新硬盘打开“编辑虚拟机设置”的“硬件”设置窗口,执行4遍“添加”-->“硬盘”-->“创建一个新的虚拟磁盘”-->“SCSI”-->“20GB”的加新硬件操作,完成后的硬盘设备列表如图-1所示,其中硬盘2为上一章实验中添加的/dev/sdb,紧挨着下面的4块新建磁盘将对应为RHEL 5系统中的/dev/sdc、/dev/sdd、/dev/sde、/dev/sdf。
图-1单击确定后,重新打开“编辑虚拟机设置”,新建的4块SCSI磁盘自动编号为“硬盘3”、“硬盘4”、“硬盘5”、“硬盘6”,如图-2所示。
图-22)重新开启RHEL 5虚拟机,确认新添加的4块磁盘执行fdisk -l,找到新连接的4块磁盘/dev/sdc、/dev/sdd、/dev/sde、/dev/sdf:1.[root@svr5 ~]# fdisk -l2.Disk /dev/sda:85.8 GB,85899345920 bytes //系统装机时的硬盘3.255 heads,63 sectors/track,10443 cylinders4.Units = cylinders of 16065*512=8225280 bytes5.6. Device Boot Start End Blocks Id System7./dev/sda1 *11310439183 Linux8./dev/sda2 1425632048287583 Linux9./dev/sda3 256428242096482+82 Linux swap / Solaris10.11.Disk /dev/sdb:85.8 GB,85899345920 bytes //上一章实验添加的硬盘12.255 heads,63 sectors/track,10443 cylinders13.Units = cylinders of 16065*512=8225280 bytes14.15. Device Boot Start End Blocks Id System16./dev/sdb1 124331954304183 Linux17./dev/sdb2 2434486619543072+83 Linux18./dev/sdb4 48671044344797252+5 Extended19./dev/sdb5 486751101959898+82 Linux swap / Solaris20./dev/sdb6 511163279775521 c W95 FAT32(LBA)21.22.Disk /dev/sdc:21.4 GB,21474836480 bytes //本章实验添加硬盘(第1块)23.255 heads,63 sectors/track,2610 cylinders24.Units = cylinders of 16065*512=8225280 bytes25.26.Disk /dev/sdc doesn't contain a valid partition table27.28.Disk /dev/sdd: 21.4 GB, 21474836480 bytes //本章实验添加硬盘(第2块)29.255 heads, 63 sectors/track, 2610 cylinders30.Units = cylinders of 16065 * 512 = 8225280 bytes31.32.Disk /dev/sdd doesn't contain a valid partition table33.34.Disk /dev/sde:21.4 GB,21474836480 bytes //本章实验添加硬盘(第3块)35.255 heads,63 sectors/track,2610 cylinders36.Units = cylinders of 16065*512=8225280 bytes37.38.Disk /dev/sde doesn't contain a valid partition table39.40.Disk /dev/sdf: 21.4 GB, 21474836480 bytes //本章实验添加硬盘(第4块)41.255 heads, 63 sectors/track, 2610 cylinders42.Units = cylinders of 16065 * 512 = 8225280 bytes43.44.Disk /dev/sdf doesn't contain a valid partition table2.创建及使用RAID5软磁盘阵列1)新建RAID软阵列设备/dev/md0使用mdadm管理工具,选项-l指定RAID级别、-n指定成员磁盘数量、-x指定冗余盘个数(默认为0)、-v显示详细执行过程信息。
企业中RAID磁盘阵列配置详解(一看就懂)
企业中RAID磁盘阵列配置详解(⼀看就懂)磁盘阵列:RAID 将⼀组硬盘连结成来,组成⼀个阵列,以避免单个硬盘损坏⽽带来的数据损失,同时亦提供了⽐单个硬盘⾼的可⽤性及容错性。
常见的组合⽅式有:RAID0、RAID1、RAID5、 RAID6、RAID1 0,下⾯分别介绍它们的特性。
(⼀)RAID0磁盘阵列RAID0 俗称“条带”,它将两个或多个硬盘组成⼀个逻辑硬盘,容量是所有硬盘之和,因为是多个硬盘组合成⼀个,故可并⾏写操作,写⼊速度提⾼,但此⽅式硬盘数据没有冗余,没有容错,⼀旦⼀个物理硬盘损坏,则所有数据均丢失。
因⽽,RAID0 适合于对数据量⼤,但安全性要求不⾼的场景,⽐如⾳像、视频⽂件的存储等类型特点缺点组成条件容量raid0⾼读写不可靠两个及以上⼤⼩相同的磁盘组成多块磁盘容量总和(⼆)RAID1磁盘阵列RAID1 俗称“镜像”,它最少由两个硬盘组成,且两个硬盘上存储的数据均相同,以实现数据冗余。
RAID1 读操作速度有所提⾼,写操作理论上与单硬盘速度⼀样,但由于数据需要同时写⼊所有硬盘,实际上稍为下降。
容错性是所有组合⽅式⾥最好的,只要有⼀块硬盘正常,则能保持正常⼯作。
但它对硬盘容量的利⽤率则是最低,只有 50%,因⽽成本也是最⾼。
RAID1 适合对数据安全性要求⾮常⾼的场景,⽐如存储数据库数据⽂件之类类型特点缺点组成条件容量raid1⾼可靠不具备扩展性⾄少两块⼤⼩相同的磁盘组成多块磁盘容量总和的⼀半(三)RAID5磁盘阵列RAID5 最少由三个硬盘组成,它将数据分散存储于阵列中的每个硬盘,并且还伴有⼀个数据校验位,数据位与校验位通过算法能相互验证,当丢失其中的⼀位时,RAID 控制器能通过算法,利⽤其它两位数据将丢失的数据进⾏计算还原。
因⽽ RAID5 最多能允许⼀个硬盘损坏,有容错性。
RAID5 相对于其它的组合⽅式,在容错与成本⽅⾯有⼀个平衡,因⽽受到⼤多数使⽤者的欢迎。
⼀般的磁盘阵列,最常使⽤的就是 RAID5 这种⽅式类型特点组成条件容量raid5⾼读写,写⼀般,⾼可靠性⾄少三块⼤⼩相同的磁盘n-1/n磁盘容量总和实际操作配置:环境:新建四个磁盘,三个磁盘做成raid5,⼀个作为备⽤磁盘(当⼀块磁盘不可⽤的时候,备⽤可以顶替)实现⽆⼈值守1,检测软raid管理命令mdadm是否安装[root@localhost ~]# rpm -q mdadmmdadm-4.0-5.el7.x86_642,将四块磁盘分别分区,并改为raid分区类型(操作看前⽂章详解)fdisk /dev/sdb ... 创建磁盘分区3,创建raid5磁盘阵列/dev/md5,其中/dev/sde1作为备⽤磁盘[root@localhost ~]# mdadm -C -v /dev/md5 -l5 -n3 /dev/sd[b-d]1 -x1 /dev/sde1 创建raid5磁盘阵列-C:创建-v:显⽰详细过程-l:级别-n:磁盘数量-x:备⽤磁盘数4,查看raid5磁盘阵列同步状态信息[root@localhost ~]# cat /proc/mdstat 查看Personalities : [raid6] [raid5] [raid4]md5 : active raid5 sdd1[4] sde1[3](S) sdc1[1] sdb1[0]41908224 blocks super 1.2 level 5, 512k chunk, algorithm 2 [3/3] [UUU][root@localhost ~]# mdadm -D /dev/md5 查看raid磁盘阵列的详细信息5,模拟撤销⼀块磁盘,看备⽤磁盘是否可以同步并使⽤[root@localhost ~]# mdadm -f /dev/md5 /dev/sdb1 卸载其中⼀块磁盘mdadm: set /dev/sdb1 faulty in /dev/md5[root@localhost ~]# cat /proc/mdstat 查看同步状态Personalities : [raid6] [raid5] [raid4]md5 : active raid5 sdd1[4] sde1[3] sdc1[1] sdb1[0](F)41908224 blocks super 1.2 level 5, 512k chunk, algorithm 2 [3/2] [_UU][==>..................] recovery = 10.7% (2242772/20954112) finish=1.5min speed=203888K/secunused devices: <none>使⽤mdadm -D查看raid5磁盘阵列的详细信息(四)RAID6磁盘阵列RAID6 是在 RAID5 的基础上改良⽽成的,RAID6 再将数据校验位增加⼀位,所以允许损坏的硬盘数量也由 RAID5 的⼀个增加到⼆个。
磁盘阵列的分类
磁盘阵列的分类磁盘阵列是一种将多个磁盘组合起来以提供更高性能和可靠性的存储系统。
根据不同的特性和功能,磁盘阵列可以分为多种分类。
本文将对常见的几种磁盘阵列进行分类介绍。
一、RAID(冗余独立磁盘阵列)类RAID是最常见的磁盘阵列分类,它通过将多个磁盘组合成一个逻辑卷,提供更高的数据读写性能和数据冗余保护。
RAID有多种不同级别,常见的有RAID 0、RAID 1、RAID 5和RAID 10。
1. RAID 0:RAID 0采用数据条带化的方式将数据分散存储在多个磁盘上,提高了数据的读写速度。
但是,RAID 0没有冗余功能,一旦其中一个磁盘故障,整个阵列的数据都会丢失。
2. RAID 1:RAID 1采用镜像的方式将数据同时写入两个磁盘,提供了数据的冗余保护。
当其中一个磁盘故障时,另一个磁盘上的数据仍然可用。
RAID 1可以提高数据的可靠性,但读写性能相对较低。
3. RAID 5:RAID 5将数据和校验信息交错存储在多个磁盘上,提供了数据的冗余保护和较高的读写性能。
当其中一个磁盘故障时,可以通过校验信息重建丢失的数据。
RAID 5至少需要三个磁盘才能工作。
4. RAID 10:RAID 10是RAID 1和RAID 0的组合,通过将多对镜像磁盘组合成一个条带化的阵列,提供了更高的数据读写性能和冗余保护。
RAID 10至少需要四个磁盘才能工作。
二、JBOD(Just a Bunch Of Disks,独立磁盘)类JBOD是一种简单的磁盘阵列分类,它将多个独立的磁盘组合成一个逻辑卷。
JBOD没有数据条带化或冗余功能,只是将多个磁盘合并为一个更大的逻辑卷。
JBOD主要用于增加存储容量,但没有提供数据冗余和性能提升的功能。
三、NAS(网络附加存储)类NAS是一种通过网络连接的独立存储设备,它可以将多个磁盘组合成一个逻辑卷,并通过网络共享给其他设备使用。
NAS可以提供文件共享、数据备份和远程访问等功能。
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RAID 磁盘阵列详解RAID,Redundant Arrays of Independent Disks的简称,独立磁盘冗余阵列,简称磁盘阵列。
磁盘阵列其实也分为软阵列(Software Raid)和硬阵列(Hardware Raid) 两种.软阵列:即通过软件程序并由计算机的CPU提供运行能力所成. 由于软件程式不是一个完整系统故只能提供最基本的RAID容错功能. 其他如热备用硬盘的设置, 远程管理等功能均一一欠奉.硬阵列:是由独立操作的硬件提供整个磁盘阵列的控制和计算功能. 不依靠系统的CPU资源. 由于硬阵列是一个完整的系统, 所有需要的功能均可以做进去. 所以硬阵列所提供的功能和性能均比软阵列好. 如果你想把系统也做到磁盘阵列中, 硬阵列是唯一的选择. 故我们可以看市场上RAID 5 级的磁盘阵列均为硬阵列. 软阵列只适用于Raid 0 和Raid 1.要使用磁盘RAID主要有两种方式,第一种就是RAID适配卡,通过RAID适配卡插入PCI 插槽再接上硬盘实现硬盘的RAID功能。
第二种方式就是直接在主板上集成RAID控制芯片,让主板能直接实现磁盘RAID。
这种方式成本比专用的RAID适配卡低很多。
此外还可以用2k or xp or linux系统做成软RAID. 个人使用磁盘RAID主要是用RAID0、RAID1或RAID0+1工作模式下面将各个级别的RAID介绍如下。
RAID 0条带化(Stripe)存储, 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。
RAID 0连续以位或字节为单位分割数据,并行读/写于多个磁盘上,在所有的级别中,RAID 0的速度是最快的。
理论上说,有N个磁盘组成的RAID0是单个磁盘读写速度的N倍。
但是RAID 0没有冗余功能的,如果一个磁盘(物理)损坏,则所有的数据都无法使用。
因此并不能算是真正的RAID结构。
(1)、RAID 0最简单方式就是把N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N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。
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。
RAID 1镜象(Mirror)存储。
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%。
当原始数据繁忙时,可直接从镜像拷贝中读取数据,因此RAID 1可以提高读取性能。
RAID 1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。
RAID 3奇偶校验(XOR)条带存储,共享校验盘,数据条带存储单位为字节。
RAID 3是以一个硬盘来存放数据的奇偶校验位,数据则分段存储于其余硬盘中。
它象RAID 0一样以并行的方式来存放数,但速度没有RAID 0快。
如果数据盘(物理)损坏,只要将坏硬盘换掉,RAID控制系统则会根据校验盘的数据校验位在新盘中重建坏盘上的数据。
不过,如果校验盘(物理)损坏的话,则全部数据都无法使用。
利用单独的校验盘来保护数据虽然没有镜像的安全性高,但是硬盘利用率得到了很大的提高,为n-1。
RAID 3对于大量的连续数据可提供很好的传输率,但对于随机数据来说,奇偶盘会成为写操作的瓶颈。
RAID 2海明码(Hamming Code)校验条带存储。
将数据条块化地分布于不同的硬盘上,条块单位为位或字节,使用称为海明码来提供错误检查及恢复。
这种编码技术需要多个磁盘存放检查及恢复信息,使得RAID 2技术实施更复杂,因此在商业环境中很少使用。
RAID 5奇偶校验(XOR)条带存储,校验数据分布式存储,数据条带存储单位为块。
RAID 5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RAID 5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。
RAID 5更适合于小数据块和随机读写的数据。
RAID 3与RAID 5相比,最主要的区别在于RAID 3每进行一次数据传输就需涉及到所有的阵列盘;而对于RAID 5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RAID 5中有“写损失”,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。
RAID 5把校验块分散到所有的数据盘中。
它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。
为了具有RAID-5级的冗余度,需要最少由三个磁盘组成的磁盘阵列(不包括一个热备用)。
RAID-5可以通过磁盘阵列控制器硬件实现,也可以通过某些网络操作系统软件实现了。
硬盘的利用率为n-1。
当进行恢复时,比如我们需要需要恢复下图中的A0,这里就必须需要B0、C0、D0加0 parity 才能计算并得出A0,进行数据恢复。
所以当有两块盘坏掉的时候,整个RAID的数据失效。
RAID 4奇偶校验(XOR)条带存储,共享校验盘,数据条带存储单位为块。
RAID 4同样也将数据条块化并分布于不同的磁盘上,但条块单位为块或记录。
RAID 4使用一块磁盘作为奇偶校验盘,每次写操作都需要访问奇偶盘,这时奇偶校验盘会成为写操作的瓶颈,因此RAID 4在商业环境中也很少使用。
RAID 6奇偶校验(XOR)条带存储,两个分布式存储的校验数据,数据条带存储单位为块。
与RAID 5相比,RAID 6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RAID 6需要分配给奇偶校验信息更大的磁盘空间,相对于RAID 5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RAID 6很少得到实际应用。
RAID 7等级是至今为止,理论上性能最高的RAID模式,因为它从组建方式上就已经和以往的方式有了重大的不同。
基本成形式见图,以往一个硬盘是一个组成阵列的“柱子”,而在RAID 7中,多个硬盘组成一个“柱子”,它们都有各自的通道,也正因为如此,你可以把这个图分解成一个个硬盘连接在主通道上,只是比以前的等级更为细分了。
这样做的好处就是在读/写某一区域的数据时,可以迅速定位,而不会因为以往因单个硬盘的限制同一时间只能访问该数据区的一部分,在RAID 7中,以前的单个硬盘相当于分割成多个独立的硬盘,有自己的读写通道。
RAID 7这是一种新的RAID标准,其自身带有智能化实时操作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。
RAID 7可以看作是一种存储计算机(Storage Computer),它与其他RAID标准有明显区别。
比如以6个盘为例,RAID10就是先将盘分成3组镜象,然后再对这3个RAID1做条带。
RAID01则是先利用3块盘做RAID0,然后将另外3块盘做为RAID0的镜象。
下面以4块盘为例来介绍安全性方面的差别:1、RAID10的情况这种情况中,我们假设当DISK0损坏时,在剩下的3块盘中,只有当DISK1一个盘发生故障时,才会导致整个RAID失效,我们可简单计算故障率为1/3。
2、RAID01的情况这种情况下,我们仍然假设DISK0损坏,这时左边的条带将无法读取。
在剩下的3块盘中,只要DISK2,DISK3两个盘中任何一个损坏,都会导致整个RAID失效,我们可简单计算故障率为2/3。
因此RAID10比RAID01在安全性方面要强。
从数据存储的逻辑位置来看,在正常的情况下RAID01和RAID10是完全一样的,而且每一个读写操作所产生的IO数量也是一样的,所以在读写性能上两者没什么区别。
而当有磁盘出现故障时,比如前面假设的DISK0损坏时,我们也可以发现,这两种情况下,在读的性能上面也将不同,RAID10的读性能将优于RAID01。
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。
RAID 10和RAID 01的比较- RAID 10是先做镜象,然后再做条带。
- RAID 01则是先做条带,然后再做镜象。