raid详解

raid

独立磁盘冗余阵列（RAID）是一种存储技术，通过将两个或多个硬盘驱动器（HDD）或固态硬盘（SSD）合并成一个协调的存储单元或阵列，从而创建数据丢失的故障安全机制

RAID存储通过将数据重复或重新创建，并将其存储在附加的驱动器上来防止磁盘驱动器数据的完全丢失，这个过程也被称为数据冗余。

提供数据丢失保护的配置被称为“容错”配置，这意味着即使磁盘驱动器发生故障，阵列仍然可以成功运行并提供可恢复的数据

raid级别

常见的raid级别：

• RAID 0：条带化（数据分块）但没有冗余，提供较高的读写性能。

• RAID 1：镜像，数据完全复制到另一个驱动器，提供容错能力。

• RAID 5：条带化加分布式奇偶校验，提供数据冗余和读取性能。

• RAID 6：类似于RAID 5，但提供更高级别的容错能力。

• RAID 10：RAID 1+0，将RAID 1镜像组合成RAID 0条带化，提供较高的容错能力和读写性能。

• RAID 50：RAID 5组合成RAID 0，提供较高的性能和容错能力。

• RAID 60：RAID 6组合成RAID 0，提供更高级别的性能和容错能力。

raid0

条件：至少需要2个磁盘

写入的流程：

• 当有一个数据写入的时候，设置了条带的大小的话

• 就是第一次写入到第一个磁盘中条带，然后第二次写入就写入到第二个磁盘中的条带上

• 依次类推

a磁盘	b磁盘
数据1	数据2
数据3	数据4
数据5	数据6

提供了磁盘的利用率，利用率是100%

解决了磁盘的性能，以前是一个磁盘读写的操作，现在是2个磁盘，分担这个读写的压力

不足点：如果其中一个磁盘坏掉的话，那么这个数据丢失了

raid 1

条件：至少2个磁盘,3个磁盘的话，最后一块可以充当这个热备盘，

写入的流程：

• 数据写入的时候，先写入到第一个磁盘上，然后在写同一份的数据写到第二个磁盘上，做了一个冗余性

• 依次类推

• 其中一个磁盘坏掉话，另外一个磁盘将这个数据同步到热备盘上面

a磁盘	b磁盘
数据1	数据1
数据2	数据2
数据3	数据3

主要的作用就是：有了冗余性，可以坏掉一个磁盘，数据还是完整的

但是这个利用率只有50%

raid 3(被raid5代替了)

至少需要3个磁盘

会有一个校验值的出现

写入的流程：

• 先写入到第一个磁盘上面，然后第二次写入到第二个磁盘上面，然后根据前2个磁盘的数据生成一个校验值，写入到第三个磁盘上

• 依次类推

a磁盘	b磁盘	c磁盘
数据1	数据2	奇偶校验
数据3	数据4	奇偶校验
数据5	数据6	奇偶校验

利用率为 (n-1)/n

可以坏掉其中的任意一个磁盘，可以通过这个校验值恢复数据的完整性，但是如果坏掉了2个磁盘的话，就恢复不了

主要的作用：有这个冗余性和提高了这个性能的速度

但是有一个缺点，就是不公平，凭什么第三个磁盘充当这个校验盘呢？

raid 5

条件：至少三个磁盘

每一个磁盘都可以充当这个校验盘，就是每个盘都能计算出这个校验值

写入的流程：

• 写入数据a到第一个磁盘，数据b写入到第二个磁盘，第三个磁盘生成校验值p1

• 数据c写入到第二个磁盘，数据d写入到第三个磁盘，第一个磁盘生成校验值p2

• 依次类推，就是每个磁盘能够生成这个校验值，每个磁盘都能写入数据，解决了raid 3 的问题，就是指定一个磁盘专门用来存储这个校验值的问题

a磁盘	b磁盘	c磁盘
数据1	数据2	p1
数据3	p2	数据4
p3	数据5	数据6

利用率还是 (n-1)/n 可以抽象出来就是把所有的校验值都拿出来，刚好可以放在一个磁盘上，因此的话，还是只有2个在利用

只能丢失一个磁盘，数据可以恢复，但是丢失2个磁盘就不行了

raid 6

条件：至少需要4个磁盘

两种不同算法的校验 存储

就是一轮只能写入2个数据，剩下2个磁盘生成校验值

a磁盘	b磁盘	c磁盘	d磁盘
数据1	数据2	p1	d1
数据3	p2	d2	数据4
p3	d3	数据6	数据5

利用率为(n-2)/n

相当于是用了2块磁盘做检验，允许坏掉2个磁盘

raid组合

raid10

raid1 + raid0 组合

先做raid1然后做raid0

|a磁盘|b磁盘|c磁盘|d磁盘|
|:--😐:--:||:--😐:--😐
数据1|数据1|数据2|数据2|
数据3|数据3|数据4|数据4|
数据5|数据5|数据6|数据6|

利用率为50%

raid50

先做raid5，在做raid0

优点
RAID 50具有以下优点：

• 高性能：通过数据条带化和并行读写操作，RAID 50可以提供较高的数据传输速度和系统性能。

• 更高级别的数据冗余：由于采用了多个RAID 5组的方式，RAID 50提供了更高级别的数据冗余备份，即使同时发生多个驱动器故障，仍能恢复丢失的数据。

缺点
RAID 50也存在一些缺点：

• 较高的成本：由于需要更多的驱动器用于数据条带化和数据冗余备份，RAID 50的硬件成本相对较高。

• 配置和管理复杂性：由于涉及多个RAID 5组和驱动器，RAID 50的配置和管理相对复杂，需要更多的注意和维护。

总结

对于服务器而言，装系统的话，就是做一个raid1,冗余性，其他的可以做一个raid0

raid级别

RAID级别	最小磁盘数	容错能力	磁盘空间开销	读取速度	写入速度	硬件成本
RAID 0	2	无	0%	高	高	低
RAID 1	2	单个磁盘	50%	高	低	中
RAID 5	3	单个磁盘	1 / N	中	低	中
RAID 6	4	两个磁盘	2 / N	中	低	高
RAID 10	4	多个磁盘	50%	高	中	高
RAID 50	6	单个磁盘	1 / N	高	中	高
RAID 60	8	多个磁盘	50%	高	中	高