服务器 第6章 Raid0、Raid1、Raid0+1、Raid5 服务器 第6章 Raid0、Raid1、Raid0+1、Raid5

2025-04-27

一、RAID 什么意思?

RAID 是“Redundant Array ofIndependent Disk”的缩写,中文翻译过来通俗的讲就是磁盘阵列的意思,也就是说 RAID 就是把硬盘做成一个阵列,而阵列也就是把硬盘进行组合配置起来,做为一个整体进行管理,最关键的是这个阵列的磁盘之间具有冗余容错处理,这样可提高磁盘之间相互的安全性和稳定性,不存在“单点”硬盘现象,也就说不会让某些硬盘读写频繁,其他的硬盘可能数据交换较少的现象,从而提高硬盘的安全性,同时磁盘的整体管理会提高读写速度,使硬盘的利用发挥到最大。

那么 RAID 什么意思?在实际应用中有什么意义了?

一般而言,作为服务器最容易出现的故障是服务器的硬盘和电源,因此服务器采用磁盘阵列技术是非常重要的。

简单的说,RAID 是一种把多块独立的硬盘(物理硬盘)按不同的方式组合起来形成一个硬盘组(逻辑硬盘),从而提供比单个硬盘更高的存储性能和提供数据备份技术。组成不同方式的磁盘阵列我们称为RAID 的级别(RAID Levels)。

磁盘阵列中针对不同的应用使用的不同磁盘阵列配置情况,大家通称为 RAIDlevel(Raid级别),而每一 level 代表一种具体配置阵列的方法或叫阵列技术,目前业界公认的标准是 RAID 0~RAID 5。其中 Raid0、Raid1、Raid5 是最常见,后期又推出了 Raid6、Raid1+0(也有人误解为 Raid10),Raid5+0(也有人误解为Raid50),而 Raid2、3、4 不是非常通用。

需要特别说明的是,不同的 Raidlevel 并不代表技术的高低,,level5并不高于 level 3,level1也不低过 level 4,至于要选择那一种 RAID level 的产品,纯视用户的操作环境(operatingenvironment)及具体应用(application)而定,与 level 的数字高低(大小)没有必然的关系。 

RAID 技术中有一基本概念,我们称为 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,Adaptec,Infortrend 等强调的重点,包括在不须停机(这才是 RAID 实施的目标)情况下可处理以下操作:

  • 1、RAID 磁盘阵列支援自动检测故障硬盘

  • 2、RADD 磁盘阵列支援重建硬盘坏轨的资料

  • 3、RAID 磁盘阵列支援支持不须停机的硬盘备援 Hot Spare

  • 4、RAID 磁盘阵列支援支持不须停机的硬盘替换 Hot Swap

  • 5、RADD磁盘阵列支援扩充硬盘容量等

二、RAID level 级别的不同含义

2.1、RAIDO

Raid0 :最少需要两块盘。

所谓 RAIDO 即无差错控制的带区组,说白了就是将 N 块硬盘,当一块硬盘来用,比如是两块硬盘,使用 RAIDO 阵列配置,则是将数据平均的分成两部分,分别写在两块硬盘上,很明显,这样做的效果,就是极大的提高了读写速度。

但其致命的弱点是,各硬盘之间数据没有校验功能,一旦其中任何一块硬盘出现问题,则整个数据不能被恢复。

所以 RAIDO 通常被应用在那些要求读写速度比较快的情况下,比如图象(包括动画)编辑应用环境下。

2.2、RAID1

所谓 RAID1 即镜象结构,说白了就是将偶数硬盘(必须是双倍的硬盘数 2、4、6、8..),RAID1 的使用,说白了就是一般空间用来存储,一般空间是用来备份的。

但实际数据并不是单独存储在某一半硬盘。

RAID1的读写数据并没有提高,属于正常的读写速度。

RAID1的盘空间使用率只有 50%,说白了你拿两块盘,只有一半的使用率,但其安全性是所有RAIDlevel 安全性最好的。

只有那些数据安全要求很高的应用场合最适合(说白了,不计成本)

2.3、RAID2

所谓 RAID2 即带海明码校验,其实 RAID2 是所有 RAIDlevel 实施技术最为复杂的一种 RAID 技术,采用海明码校验容错技术,实际应用中非常之少,一般而言属于研究类或试验室的理论上的的 RAID level,在我们实际商业应用中非常少,RAID2 所采用的编码技术最大的特点就是采用多个磁盘来存放检查及恢复信息的,它可以在数据发生错误的情况下将错误校正,以保证输出的正确。

它的数据传送速率相当慢,因此很少采用,仅做研究而用。

2.4、RAID3

Raid3:至少需要 3 块盘(2 块盘没有校验的意义)。

所谓 RAID3 即带奇偶校验码的并行传送,RAID3 是在 RAID2 的基础上做了一个升级,只能查错不能纠错,其读写方式同 RAIDO,并行处理,速度很高,不同于 RAID2,RAID3 使用单块磁盘存放奇偶校验信息,如果一块磁盘失效,奇偶盘及其他数据盘可以重新产生数据。

如果奇偶盘失效,则不影响数据使用。

RAID3 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,奇偶盘会成为写操作的瓶颈。

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。

实际应用中也非常之少,般而言属于研究类或试验室的理论上的的 RAID level,在我们实际商业应用中非常少。

2.5、RAID4

所谓 RAID4 即带奇偶校验码的独立磁盘结构,RAID4 和 RAID3 很象,不同的是,它对数据的访问是按数据块进行的,也就是按磁盘进行的,每次是一个盘。

在图上可以这么看,RAID3 是一次一横条,而RAID4 一次一竖条。它的特点的 RAID3 也挺象,不过在失败恢复时,它的难度可要比 RAID3 大得多了,控制器的设计难度也要大许多,而且访问数据的效率不怎么好。

实际应用中也非常之少,一般而言属于研究类或试验室的理论上的的 RAID level,在我们实际商业应用中非常少。

2.6、RAID5

Raid5:至少需要 3 块盘。

所谓 RAID5 即分布式奇偶校验的独立磁盘结构。

RAID5 是实际商业应用环境中最为广泛的一种 RAIDlevel,毕竟计算机技术发展到今天,硬件的质量还是相对比较有保障和稳定的,RAID5 最大特点是有一块硬盘几余,做 RAID5 必须要 3 块以上的硬盘,其使用率是 N-1 的存储空间。

其特点是将它的奇偶校验码存在于所有磁盘上,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。

因为奇偶校验码在不同的磁盘上,所以提高了可靠性,允许单个磁盘出错。

RAID5 也是以数据的校验位来保证数据的安全,但它不是以单独硬盘来存放数据的校验位,而是将数据段的校验位交互存放于各个硬盘上。

这样,任何一个硬盘损坏,都可以根据其它硬盘上的校验位来重建损坏的数据。

2.7、RAID6

所谓 RAID6 即两种存储的奇偶校验码的磁盘结构。

和 RAID5 相比较,可以把 RAID6 比做是 RAID5 的升级版,RAID6 是在 RAID5 一种校验技术的基础增加了第二种校验技术,放在另外一块盘上,这么理解吧,RAID5 是一种校验技术,RAID6 是两种校验技术,所以 RAID5 是 N-1 的空间使用率,RAID6 就是 N-2 的空间使用率。

2.8、RAID10

Raid0+1: 至少需要四块盘,磁盘数量也是 2 的 n 倍。

所谓 RAID10 即高可靠性与高效磁盘结构,说白了就是带区结构外加一个镜像结构,RAID10 准确的讲是 RAID1+0,不是 RAID10(十)。

之所以采用 RAIDO+RAID1,是因为这两种结构各有优缺点,因此可以相互补充,达到既高效又高速还可以互为镜像的目的。

大家可以结合两种结构的优点和缺点来理解这种新结构。

这种新结构的价格高,可扩充性不好。

主要用于容量不大,但要求速度和差错控制的数据库中。

2.9、RAID50

所谓 RAID50 同 RAIDI0 一样是 RAID5+RAID0,而不是 RAID50(五十)。

所谓 RAID50 也被称为分布奇偶位阵列条带,同 RAIDI0 相仿的,它具有 RAID5 和 RAID0 的共同特性。

它由两组 RAID5 磁盘组成(每组最少3个),每一组都使用了分布式奇偶位,而两组硬盘再组建成RAID0,实验跨磁盘抽取数据。

RAID50 提供可靠的数据存储和优秀的整体性能并支持更大的卷尺寸。

即使两个物理磁盘发生故障(每个阵列中一个),数据也可以顺利恢复过来,RAID50 最少需要 6 个驱动器,它最适合需要高可靠性存储、高读取速度、高数据传输性能的应用。

这些应用包括事务处理和有许多用户存取小文件的办公应用程序。

三、结语

其他更多 RAIDlevel 在今后发展可能会存在更多的组合或发展,无论什么样的 RAID level,其根本就是一点校验加纠错,不同的校验模式,不同的纠错方式则产生不同的 RAIDlevel。

通过以上的解释和说明,我想大家对 RAID 什么意思有个大致的了解,希望对大家有用,如果大家购买惠普服务器,需要做磁盘阵列,需要做 RADD,直接找 HP 代理商讲明自己的需求即可,一般而言代理商会按照您的实际需要满足您的实际要求。

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