RAID0 RAID1及RAID5的區別詳解

2022-07-21 21:03:19 字數 2500 閱讀 4112

目前已有的raid(redundant array of independent disks,獨立冗餘磁碟陣列)技術有很多種,但是raid0、raid1、raid5是最常見的幾種方案。

raid0技術把多塊(至少兩塊)物理硬碟裝置通過軟體或硬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。這樣,在最理想的情況下,硬碟裝置的讀寫效能會提公升數倍,但是若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。雖然,raid0技術能夠有效的提公升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。如下圖,資料被分別寫入到不同的硬碟裝置中,即disk1和disk2硬碟裝置會被分別儲存資料資料,最終實現提公升讀取、寫入速度的效果。

儘管raid0技術提公升了硬碟裝置的讀寫速度,但是它將資料一次寫入各個物理硬碟中,也就是說,它的資料是分開存放的,其中任何一塊硬碟發生故障都會損壞整個系統的資料。因此,如果生產環境對硬碟裝置的讀寫速度沒有要求,而是希望增加資料的安全性時,就需要用到raid1技術了。

raid1技術示意圖如下圖,它是把兩塊以上的硬碟裝置進行繫結,在寫入資料時,是將資料同時寫入到多塊硬碟裝置上(可以將其視為資料的映象或備份)。當其中某一塊硬碟發生故障後,一般會立即自動以熱交換的方式來恢復資料的正常使用。

raid1技術雖然十分注重資料的安全性,但是因為是在多塊硬碟裝置中寫入了相同的資料,因此硬碟裝置的利用率下降了一半。從理論上說,如下圖所示空間的真實可用率只有50%,由三塊硬碟裝置組成的raid1磁碟陣列的可用率只有33%左右,以此類推。由於需要把資料同時寫入兩塊以上的硬碟裝置,這無疑也在一定程度上增大了系統計算功能的負載。

raid5技術是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校驗資訊並不是單獨儲存到某一塊磁碟裝置中,而是儲存到除自身以外的其他每一塊裝置上,這樣的好處是其中任何乙個裝置損壞後不至於出現致命缺陷。下圖「parity」部分存放的就是資料的奇偶校驗資訊,換句話說,就是raid5技術實際上沒有備份磁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」的兼顧了硬碟裝置的讀寫速度、資料安全性與儲存成本問題。

注:

奇偶校驗的底層運算基礎就是異或運算,但是在通俗的人類理解,應該是奇偶校驗更好理解

100000110 

這兩個資料在人類看來,就是在倒數第三位乙個是0乙個是1的區別。假設現在儲存這一資料的硬碟壞了,資料就會變成:

100000x10

100000x10

那麼,怎麼通過奇偶校驗還原這個資料呢?

人類的思維就是通過這個資料加起來一共有多少個1或者多少個0,然後補回去就是了,但是這樣的話,校驗的資料就分別變成3跟2(資料中1的個數),但這樣是無法通過二進位制不增加資料長度的辦法實現的。所以奇偶校驗就提供了乙個更好的方法,3是奇數,所以校驗資料是1,2是偶數,校驗資料就是0,通過這樣,在原資料只丟一位資料的前提下,完全可以運算得出原資料。

鑑於raid5技術是因為磁碟裝置的成本問題對讀寫速度和資料的安全效能而有了一定的妥協,但是在企業裡更在乎的還是資料本身的價值而非硬碟的**,因此在生產環境中推薦使用raid10技術。

raid10即raid0+raid1的乙個組合體。如下圖所示,raid10技術需要至少4塊硬碟來組建,其中先分別兩兩製作成raid1磁碟陣列,以保證資料的安全性;然後再對兩個raid1次哦按陣列實施raid0技術,進一步提高硬碟裝置的讀寫速度。這樣從理論上講,只要壞的不是同一組中的所有磁碟,那麼最多可以損壞50%的硬碟裝置而不丟失資料。由於raid10技術繼承了raid0的高速寫速度和raid1的資料安全性,在不考慮成本的情況下raid10的效能都超過了raid5,因此當前成為廣泛使用的一種儲存技術。

附:讀寫速度資料對比

威鐵馬硬碟盒 + 2塊7200轉 hgst 4t 硬碟,win10系統+usb進行讀寫測試

1)single模式(不做raid):

參考原文:

RAID0 RAID1及RAID5的區別詳解

1 raid0 raid0技術把多塊 至少兩塊 物理硬碟裝置通過軟體或硬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。這樣,在最理想的情況下,硬碟裝置的讀寫效能會提公升數倍,但是若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。雖然,raid0技術能夠有效的提公升硬碟資...

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