linux系統中獨立冗餘磁碟陣列RAID

2022-06-08 12:18:12 字數 2511 閱讀 3000

cpu及快取技術(記憶體)速度發展很快,而硬碟裝置的效能提公升卻不是很大,因此硬碟逐漸成為當代計算機效能提公升的瓶頸。

硬碟裝置需要進行持續、頻繁、大量的io操作,損害機率較大。

2023年,加利福尼亞大學伯克利分校首次提出並定義了raid技術的概念。

raid技術通過把多個硬碟裝置組合成乙個容量更大、安全性更好的磁碟陣列,並把資料切割成多個區段後分別存放在各個不同的物理硬碟裝置上,

然後利用分散讀寫技術來提公升磁碟陣列整體的效能,同時把多個重要資料的副本同步到不同的物理硬碟裝置上,從而起到了非常好的資料冗餘備份效果。

技術特點:把多個硬碟裝置組合成乙個用量更大、安全性更好的磁碟陣列,並把資料切割成多個區段後分別放在各個不同的物理硬碟裝置上

獨立冗餘磁碟陣列技術解決的問題:

1、提高硬碟裝置的io效能(主要是通過分散讀寫技術來實現)

2、資料冗餘備份(防止因硬碟損壞造成的資料丟失,提高了資料的安全性)

常見的raid技術方案:

1、raid0:

raid0技術把多塊物理硬碟裝置通過硬體或軟體的方式串聯在一起,組成乙個大的捲組,並將資料依次寫入到各個物理硬碟中。

raid0技術有效的提公升了硬碟資料的吞吐速度,但是不具備資料備份和錯誤修復能力,任意一塊硬碟發生故障將導致整個系統的資料都受到破壞。(linux就該這麼學p135)

raid1技術在多塊硬碟中備份相同的資料,雖然提高了讀寫效能,提高了安全性,其中一塊硬碟的損壞不影響其他硬碟中的資料,但是

由於在多個硬碟中備份相同的資料,降低了硬碟的利用率。(linux就該這麼學p135)

raid5技術把硬碟裝置的資料奇偶校驗資訊儲存到其他硬碟裝置中。raid5磁碟陣列組中資料的奇偶嬌豔資訊並不是單儲存到某一塊硬碟中。

下圖中parity部分存放的就是資料的奇偶校驗資訊,換句話術,就是raid5技術實際上沒有備份硬碟中的真實資料資訊,而是當硬碟裝置出現問題後

通過奇偶校驗資訊來嘗試重建損壞的資料。raid5這樣的技術特性「妥協」地兼顧了硬碟裝置的讀寫速度、資料安全性與儲存成本問題。

以四塊磁碟raid5為例,由於raid5會損失《相當於》一塊磁碟的空間,並不是有一塊磁碟不能用了,而是每個磁碟上損失的零散的空間之和等於一塊磁碟的空間。

(前提是你所使用的組建raid5的所有磁碟容量相同。)陣列控制器會自動根據你選擇的磁碟數,知道它需要把資料分散成三分,並且計算出乙份校驗資訊,

然後一次性寫入四個磁碟上。注意:無論幾塊磁碟的raid5,假設x塊磁碟,都是把需要寫入磁碟的資料先分成   x-1   份,然後對 x-1  份資料進行運算,

只產生乙份的校驗資訊,最後把x份資料寫入由x塊磁碟組成的raid5卷,x份資料報含x-1份正常資料資訊和乙份校驗資訊。raid5的校驗資訊是根據異或運算得到的,

不論資料分成幾份只產生乙份校驗資訊。想深入了解你可以根據搜尋「異或運算」。而產生的校驗資訊存放在**呢?

之前我們知道產生了需要把3個資料和乙個校驗資訊寫入四個磁碟,陣列控制器會提前計算好存放位置,它根據自己預定的規則,當第一次資料來了,先分成三份,

算出校驗資訊,假設第一次把校驗資訊寫在第一塊磁碟,其他三塊磁碟寫資料資訊;第二次就把校驗資訊存第二塊磁碟,其他三塊磁碟存資料資訊。以此類推,

把校驗資訊零散分布在每個磁碟上,所以校驗資訊是其他所有磁碟資料資訊的校驗結果。當一塊磁碟損壞,它上面有校驗資訊也有資料資訊,但是不管是什麼資訊,

都可以根據其他磁碟的資訊通過異或運算,算出這塊磁碟的所有資訊。

我們可以看到,由於總會計算校驗資訊,校驗資訊會占用空間,這才導致raid會損失一塊磁碟空間來儲存校驗資訊,但是校驗資訊占用的空間是零散分布在不同磁碟上的。

等磁碟都寫滿了的時候,你會發現,這些校驗資訊所占用的零散空間之和正好等於一塊磁碟的空間。(

4 、 raid 10

raid10技術是raid1和raid0技術的乙個「組合體",如下圖:raid10技術需要至少4塊硬碟,其中先兩兩製作成raid1磁碟陣列,以保證資料的安全性;然後再對兩個raid1實施raid0技術,

用以提高硬碟的讀寫效能。這樣從理論上來講,只要壞的不是同一組中的所有硬碟,資料就不會丟失。(linux就該這麼學p137)

raid、raid0和raid10的區別:

raid1和raid10都進行了資料的多重備份,raid10相較於raid1,多出了raid0,提高了硬碟的讀寫效能。

raid10相較於raid0,資料實現了多重備份,更加安全。

RAID獨立冗餘磁碟陣列

raid 方式 效能表現 冗餘能力 空間利用率 最少磁碟量0條帶 讀 寫 無n 21映象讀 寫 有1 225 校驗碼讀 寫 有 n 1 n310 映象條帶 讀 寫 有1 2401 條帶映象 讀 寫 有1 2 4mdadm c 建立乙個raid組 v 顯示建立過程 n 使用 塊硬碟 l 指定raid級...

什麼是RAID(獨立冗餘磁碟陣列)

一.raid定義 raid redundant array of independent disk 獨立冗餘磁碟陣列 技術是加州大學伯克利分校1987年提出,最初是為了組合小的廉價磁碟來代替大的昂貴磁碟,同時希望磁碟失效時不會使對資料的訪問受損失而開發出一定水平的資料保護技術。raid就是一種由多塊...

RAID(獨立磁碟冗餘陣列)簡介

在大資料技術出現之前,人們就需要面對這些關於儲存的問題,對應的解決方案就是raid技術。raid 等級 raid0 raid1 raid3 raid5 raid6 raid10 別名 條帶 映象 專用奇偶校驗條帶 分布奇偶校驗條帶 雙重奇偶校驗條帶 映象加條帶 容錯性無有 有有有有 冗餘型別無有 有...