linux磁盘管理-RAID介绍

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一、RAID 介绍

RAID(Redundant Array of Independent Disk 独立冗余磁盘阵列 ) 技术是加州大学伯克利分校 1987 年提出，最初是为了组合小的廉价磁盘来代替大的昂贵磁盘，同时希望磁盘失效时不会使对数据的访问受损失而开发出一定水平的数据保护技术。RAID 就是一种由 多块廉价磁盘构成 的冗余阵列，在操作系统下是作为一个独立的 大型存储设备 出现。RAID 可以充分发挥出多块硬盘的优势，可以 提升硬盘速度 ， 增大容量 ，提供 容错功能 ，能够 确保数据安全性 ， 易于管理 的优点，在任何一块硬盘出现问题的情况下都可以继续工作，不会 受到损坏硬盘的影响。

二、常见的 RAID 级别

2.1、RAID0

RAID0 特点：

• 至少需要两块磁盘
• 数据 条带化 分布到磁盘，高的读写性能 ，100% 高存储空间利用率
• 数据 没有冗余策略，一块磁盘故障，数据将无法恢复
• 应用场景：
  • 对性能要求高但对数据安全性和可靠性要求不高的场景，比如音频、视频等的存储。

2.2、RAID1

RAID1 特点：

• 至少需要 2 块磁盘
• 数据 镜像备份 写到磁盘上 (工作盘和镜像盘)， 可靠性高，磁盘利用率为 50%
• 读性能可以，但写性能不佳
• 一块磁盘故障，不会影响数据的读写
• 应用场景：
  • 对数据安全可靠要求较高的场景，比如邮件系统、交易系统等。

2.3、RAID5

RAID5 特点：

• 至少需要 3 块磁盘
• 数据条带化存储在磁盘，读写性能好，磁盘利用率为(n-1)/n
• 以奇偶校验 (分散) 做数据冗余
• 一块磁盘故障，可根据其他数据块和对应的校验数据重构损坏数据（消耗性能）
• 是目前综合性能最佳的数据保护解决方案
• 兼顾了存储性能、数据安全和存储成本等各方面因素（性价比高）
• 适用于大部分的应用场景

2.4、RAID6

RAID6 特点：

• 至少需要 4 块磁盘
• 数据条带化存储在磁盘，读取性能好，容错能力强
• 采用双重校验方式保证数据的安全性
• 如果 2 块磁盘同时故障，可以通过两个校验数据来重建两个磁盘的数据
• 成本要比其他等级高，并且更复杂
• 一般用于对数据安全性要求非常高的场合

2.5、RAID10

RAID10 特点：

• RAID10 是 raid1+raid0 的组合
• 至少需要 4 块磁盘
• 两块硬盘为一组先做 raid1，再将做好 raid1 的两组做 raid0
• 兼顾数据的冗余（raid1 镜像）和读写性能（raid0 数据条带化）
• 磁盘利用率为 50%，成本较高

三、RAID 总结

四、RAID 分类

软 RAID

软 RAID 运行于操作系统底层，将 SCSI 或者 IDE 控制器提交上来的物理磁盘，虚拟成虚拟磁盘，再提交给管理程序来进行管理。软 RAID 有以下特点：

• 节省成本，系统支持就可以使用相应功能
• 占用内存空间
• 占用 CPU 资源
• 如果程序或者操作系统故障就无法运行

硬 RAID

通过用硬件来实现 RAID 功能的就是硬 RAID，独立的 RAID 卡，主板集成的 RAID 芯片都是硬 RAID。RAID 卡就是用来实现 RAID 功能的板卡。硬 RAID 的特点：

• 硬 RAID 有独立的运算单元，性能好
• 可能需要单独购买额外的硬件
• 不同 RAID 卡支持的功能不同，需要根据自己的需求选择