收藏：关于RAID的知识

RAID&＃xff08;独立磁盘冗余阵列&＃xff09;技术是将多块普通磁盘组成一个阵列&＃xff0c;共同对外提供服务。主要是为了改善磁盘的存储容量、读写速度&＃xff0c;增强磁盘的可用性和容错能力。在RAID之前&＃xff0c;要使用大容量、高可用、高速访问的存储系统需要专门的存储设备&＃xff0c;这类设备价格要比RAID的几块普通磁盘贵几十倍。RAID刚出来的时候给我们的感觉像是一种黑科技&＃xff0c;但其原理却不复杂&＃xff0c;下面我慢慢道来。

目前服务器级别的计算机都支持插入多块磁盘&＃xff08;8块或者更多&＃xff09;&＃xff0c;通过使用RAID技术&＃xff0c;实现数据在多块磁盘上的并发读写和数据备份

首先&＃xff0c;我们先假设服务器有N块磁盘&＃xff0c;RAID 0是数据在从内存缓冲区写入磁盘时&＃xff0c;根据磁盘数量将数据分成N份&＃xff0c;这些数据同时并发写入N块磁盘&＃xff0c;使得数据整体写入速度是一块磁盘的N倍&＃xff1b;读取的时候也一样&＃xff0c;因此RAID 0具有极快的数据读写速度。但是RAID 0不做数据备份&＃xff0c;N块磁盘中只要有一块损坏&＃xff0c;数据完整性就被破坏&＃xff0c;其他磁盘的数据也都无法使用了。

RAID 1是数据在写入磁盘时&＃xff0c;将一份数据同时写入两块磁盘&＃xff0c;这样任何一块磁盘损坏都不会导致数据丢失&＃xff0c;插入一块新磁盘就可以通过复制数据的方式自动修复&＃xff0c;具有极高的可靠性。

结合RAID 0和RAID 1两种方案构成了RAID 10&＃xff0c;它是将所有磁盘N平均分成两份&＃xff0c;数据同时在两份磁盘写入&＃xff0c;相当于RAID 1&＃xff1b;但是平分成两份&＃xff0c;在每一份磁盘&＃xff08;也就是N/2块磁盘&＃xff09;里面&＃xff0c;利用RAID 0技术并发读写&＃xff0c;这样既提高可靠性又改善性能。不过RAID 10的磁盘利用率较低&＃xff0c;有一半的磁盘用来写备份数据。

一般情况下&＃xff0c;一台服务器上很少出现同时损坏两块磁盘的情况&＃xff0c;在只损坏一块磁盘的情况下&＃xff0c;如果能利用其他磁盘的数据恢复损坏磁盘的数据&＃xff0c;这样在保证可靠性和性能的同时&＃xff0c;磁盘利用率也得到大幅提升。

顺着这个思路&＃xff0c;RAID 3可以在数据写入磁盘的时候&＃xff0c;将数据分成N-1份&＃xff0c;并发写入N-1块磁盘&＃xff0c;并在第N块磁盘记录校验数据&＃xff0c;这样任何一块磁盘损坏&＃xff08;包括校验数据磁盘&＃xff09;&＃xff0c;都可以利用其他N-1块磁盘的数据修复。

但是在数据修改较多的场景中&＃xff0c;任何磁盘数据的修改&＃xff0c;都会导致第N块磁盘重写校验数据。频繁写入的后果是第N块磁盘比其他磁盘更容易损坏&＃xff0c;需要频繁更换&＃xff0c;所以RAID 3很少在实践中使用&＃xff0c;因此在上面图中也就没有单独列出。

相比RAID 3&＃xff0c;RAID 5是使用更多的方案。RAID 5和RAID 3很相似&＃xff0c;但是校验数据不是写入第N块磁盘&＃xff0c;而是螺旋式地写入所有磁盘中。这样校验数据的修改也被平均到所有磁盘上&＃xff0c;避免RAID 3频繁写坏一块磁盘的情况。

如果数据需要很高的可靠性&＃xff0c;在出现同时损坏两块磁盘的情况下&＃xff08;或者运维管理水平比较落后&＃xff0c;坏了一块磁盘但是迟迟没有更换&＃xff0c;导致又坏了一块磁盘&＃xff09;&＃xff0c;仍然需要修复数据&＃xff0c;这时候可以使用RAID 6。

RAID 6和RAID 5类似&＃xff0c;但是数据只写入N-2块磁盘&＃xff0c;并螺旋式地在两块磁盘中写入校验信息&＃xff08;使用不同算法生成&＃xff09;。

从下面表格中你可以看到在相同磁盘数目&＃xff08;N&＃xff09;的情况下&＃xff0c;各种RAID技术的比较。