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你需要了解的关于RAID的所有信息

DolorHunter DolorHunter Follow Jun 28, 2020 · 1 min read
你需要了解的关于RAID的所有信息
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因为最近在写课程报告的关系, 所以了解了一下 RAID.

RAID (Redundant Array of Inexpensive Disks) 指廉价磁盘冗余阵列. 这一概念是在 1987 年被 David Patterson, Garth A. Gibson, and Randy Katz at the University of California, Berkeley 发明出来的.隔年的 SIGMOD 会议上, 发表了名为 “A Case for Redundant Arrays of Inexpensive Disks (RAID)” 的论文. 该技术通过虚拟化技术将多个物理磁盘结合到一起, 实现数据冗余来提升可靠性, 或提升读写性能, 或两者兼有. 相对于 SLED (single large expensive disk) 的概念是相反的.

哪些同学需要考虑 RAID

使用 RAID 的【前提】是——你的电脑上同时装了【多个】物理磁盘。如果没有这个前提,搞 RAID 是没意义滴。

注: 以前一直以为 PC 机标配 RAID, 后来才发现其实并没有配备.

RAID 类型 (Standard levels)

RAID 的数据以多种方式放置在磁盘上, 称为 RAID 类型 (RAID levels). 不同的类型取决于对于垄余和性能的需求. 分为标准 RAID 和 混合 RAID 两类. 标准 RAID 有 RAID 0~6, 混合 RAID 有 JBOD / RAID 7 / RAID 10/01 / RAID 50 / RAID 53 / RAID 60. 其中, 目前 LVM 支持的 RAID 有 RAID 0 / RAID 1 / RAID 4 / RAID 5 / RAID 6 / RAID 10. 而實際應用上則以 RAID 0、RAID 1、RAID 5、RAID 6和混合 RAID 為主。

关于不同类型的 RAID 具体原理和细节, 请看 编程随想 - 扫盲 Linux 逻辑卷管理(LVM)——兼谈 RAID 以及“磁盘加密工具的整合”(第九部分)维基百科 - 標準RAID. 两篇文章均配有图片, 编程随想还在图片上添加了注释.

磁碟陣列比較表

RAID等級 最少硬碟 最大容錯 可用容量 讀取效能 寫入效能 安全性 目的 應用產業
單一硬碟 (參考) 0 1 1 1 - -
JBOD 1 0 n 1 1 無(同RAID 0) 增加容量 個人(暫時)儲存備份
0 1 0 n n n 一個硬碟異常,全部硬碟都會異常 追求最大容量、速度 影片剪接快取用途
1 2 n-1 1 n 1 高,一個正常即可 追求最大安全性 個人、企業備份
5 3 1 n-1 n-1 n-1 追求最大容量、最小預算 個人、企業備份
6 4 2 n-2 n-2 n-2 安全性較RAID 5高 同RAID 5,但較安全 個人、企業備份
10 4 - - - - 綜合RAID 0/1優點,理論速度較快 大型資料庫、伺服器
50 6 - - - - 提升資料安全 -
60 8 - - - - 提升資料安全 -
  1. n代表硬碟總數
  2. JBOD(Just a Bunch Of Disks)指將數個物理硬碟,在操作系統中合併成一個邏輯硬碟,以直接增加容量
  3. 依不同 RAID 廠商實作演算法對於效能表現會有不同,效能公式僅供參考
  4. RAID 10、50、60 依實作 Parity 不同公式也不同

RAID 应用种类 (Implementations)

跨多個驅動器的數據分佈可以通過專用計算機硬件或軟件來管理。 軟件解決方案可以是操作系統的一部分,也可以是標準驅動器控制器(所謂的“硬件輔助軟件RAID”)提供的固件和驅動程序的一部分,也可以完全駐留在硬件RAID控制器中。

軟體磁碟陣列(Software RAID)

主要由CPU處理陣列儲存作業,缺點為耗損較多CPU資源運算RAID,優點則是價格偏低。分類有3種:

  • 基於主機板的磁碟陣列
  • 硬體輔助磁碟陣列(Hardware-Assisted RAID)
  • 作業系統的RAID功能

硬體磁碟陣列(Hardware RAID)

RAID卡上內建處理器,不需要伺服器的CPU運算。優點是讀寫效能最快,不佔用伺服器資源,可用於任何作業系統,也能在系統斷電後恢复数据. 缺點是其售價很高。

基於固件和驅動程序 (Firmware- and driver-based)

介于硬体和软体间的 RAID. 不包含 RAID 控制芯片, 只有包含所有框架和驱动的标准驱动控制芯片.

磁碟陣列相關客戶類型

  • 一般消費者備份資料之用、企業建立ERP系統或NAS系統時的重要資料備份。
  • 影音多媒體數位內容創作公司、個人影音剪輯數位內容工作室、攝影工作室、攝影公司。
  • 電視台、廣播電台及線上內容提供者等傳統媒體及新媒體。
  • 數位監控系統(DVR)、網路監控系統(NVR)等等需要大量儲存影片的監控系統業者,軍方、賭場因為需要大量監控系統也是常見使用磁碟陣列的客戶。
  • 證券、銀行等金融行業保管重要客戶資料。

参考资料:

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Written by DolorHunter
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