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服务器磁盘阵列和RAID等级解释

时间:2023-03-21 00:58:36 科技观察

磁盘阵列磁盘阵列(RedundantArraysofIndependentDisks,RAID)的意思是“由独立磁盘组成的具有冗余能力的阵列”。磁盘阵列是由许多相对便宜的磁盘组成的大容量磁盘组,利用单个磁盘提供的数据所产生的红利效应来提高整个磁盘系统的性能。使用这种技术,数据被分成许多部分并存储在每个硬盘上。磁盘阵列也可以使用奇偶校验(ParityCheck)的概念。当阵列中的任何一块硬盘发生故障时,数据仍然可以被读出。重建数据时,将数据重新计算并放入新硬盘中。所有的数据都存储在存储介质中,而我们现在常用的就是硬盘。磁盘阵列其实就是一个由大量磁盘组成的存储空间。这就像你家里有多个房间。他们一起组成了一个房子。对于磁盘阵列,根据所选的RAID级别,确保数据完整性始终很重要,即使硬盘发生故障也是如此。RAID级别RAID技术主要包括RAID0~RAID53等几种规格,我们数据中心最常用的有:RAID0RAID1RAID5RAID1+0/0+1下面简单介绍一下这几种常用的RAID。有许多RAID级别。如果您有兴趣,可以查看一下。RAID0RAID0:RAID0是以位或字节为单位连续划分数据,并在多个磁盘上并行读/写,因此数据传输率高,但没有数据冗余,不能算作真正的RAID结构。RAID0只是提高性能,不保证数据的可靠性,其中一个磁盘故障会影响所有数据。因此,RAID0不能用于对数据安全性要求高的场合。RAID0最简单的实现方式是在硬件上通过智能磁盘控制器或操作系统中的磁盘驱动程序在软件上连接N个相同的硬盘来创建一个大卷集。使用时,计算机数据依次写入每个硬盘。它最大的优点是可以使硬盘的容量增加一倍。RAID0存储空间:将所有磁盘空间相加。比如用3块1T的硬盘组成RAID0模式,那么磁盘容量就是3T。RAID0容量是所有磁盘的容量,RAID1RAD1称为磁盘镜像。其原理是将一个磁盘的数据镜像到另一个磁盘,也就是说,当数据写入一个磁盘时,它会在另一个空闲磁盘上。生成镜像文件,在不影响性能的情况下,最大程度保证系统的可靠性和可修复性。只要系统中任何一对镜像磁盘中至少有一个磁盘可以使用,它甚至可以出现在一半数量的硬盘上。当出现问题时,系统可以正常运行。当一块硬盘出现故障时,系统会忽略该硬盘,使用剩余的镜像盘读写数据,具有良好的磁盘冗余能力。虽然这对数据来说是绝对安全的,但成本也会大幅增加,磁盘利用率为50%。4个1T硬盘,可用磁盘空间只有2T。另外,硬盘出现故障的RAID系统不再可靠,损坏的硬盘要及时更换,否则剩下的镜像盘也会出现问题,整个系统就会崩溃。更换新盘后,原有数据需要很长时间才能同步镜像,外界对数据的访问不会受到影响,但此时整个系统的性能会有所下降。因此,RAID1多用于保存关键和重要的数据。RAID1的存储空间:所有磁盘空间总和的一半。比如用两块1T的硬盘组成RAID1模式,那么磁盘容量就是1T。RAID1的容量是所有磁盘容量的一半。RAID5RAID5:具有分布式奇偶校验的独立磁盘结构。RAID5不指定单个奇偶校验磁盘,而是在所有磁盘上交错放置数据和奇偶校验信息。在RAID5中,读/写指针可以同时对阵列设备进行操作,提供更高的数据流。RAID5更适合小数据块和随机读写数据。对于RAID5,大多数数据传输仅在一个磁盘上进行,并且可以并行执行。RAID5中存在“写丢失”,即每次写操作会产生四次实际的读/写操作,其中两次读取旧数据和奇偶校验信息,两次写入新数据和奇偶校验信息。RAID5的存储空间:至少需要3块硬盘。总容量为N-1。比如用3块1T的硬盘组成RAID5模式,那么磁盘容量就是2T。RAID5存储空间为N-1RAID1+0/0+1RAID0+1。我们从名字就可以看出它是RAID0和RAID1的结合体。当我们单独使用RAID1时,会出现和单独使用RAID0类似的问题,即同一时间只能有一个磁盘写入数据,无法充分利用所有资源。为了解决这个问题,我们可以在磁盘映像中创建一个条带集。由于这种配置结合了条带集和镜像的优点,所以称为RAID0+1。结合RAID0和RAID1技术,数据分布在多个磁盘上,每个磁盘都有自己的物理镜像磁盘,提供完全冗余,允许一个或更少的磁盘发生故障而不影响数据可用性,并具有快速的读写能力。RAID0+1需要在磁盘镜像中创建至少4块硬盘的条带集。按照组合分为RAID10和RAID01,实际上是RAID0和RAID1标准结合的产物。在以位或字节为单位连续划分数据并并行读取/写入多个磁盘的同时,每个磁盘都进行磁盘镜像以实现冗余。它的优点是既有RAID0的超凡速度,也有RAID1的高数据可靠性,但CPU使用率也较高,磁盘使用率相对较低。RAID1+0先对数据进行镜像和分区,然后将所有硬盘分成两组,被认为是RAID0的最佳组合,然后将这两组作为RAID1操作。RAID0+1与RAID1+0的过程相反。它首先对数据进行分区,然后将数据镜像到两组硬盘上。它将所有硬盘分成两组,形成RAID1的最佳组合,并将两组硬盘视为RAID0。在性能方面,RAID0+1比RAID1+具有更快的读写速度0。在可靠性方面,当RAID1+0中有一块硬盘损坏时,其余三块硬盘将继续运行。在RAID0+1中,只要一个硬盘损坏,同组RAID0中的另一个硬盘也会停止工作,只剩下两个硬盘在工作,可靠性低。因此,RAID10远比RAID01更为普遍。大多数零售主板支持RAID0/1/5/10,但不支持RAID01。RAID0+1的容量是所有磁盘的一半。RAID1+0的容量是所有磁盘的一半。这是我们常用的磁盘阵列的RAID级别,也是我常用的,记录一下。他们都在谈论这些数据的安全性。许多学生没有用于测试的磁盘阵列和RIAD卡。即使在工作状态下维护阵列,也不能因为数据原因拔盘测试。所以我们可以使用VMWAREWorkStation来验证这个RAID是否对数据有影响。用于测试的虚拟机。我就简单截图几张,大家有空可以自己测试一下。安装VmwareWorkstation很容易。只需下载并安装。我们新建一个虚拟机后,先不要安装操作系统。我们来添加一个磁盘,如图:AddavirtualmachinediskAddavirtualmachinediskaddavirtualmachinedisktoseeyoutodowhichRAIDleveltesting,example,useRAID0.我们加两块盘,开机做RAID0,然后安装系统。安装好后,删除其中一张盘,看系统能不能启动,当然不能。在RAID0中,一个坏数据被破坏。然后用两块盘做一个RAID1,然后安装系统。安装完成后,删掉一张盘,重新启动试试,发现不受影响???这样,我们就可以测试RAID级别的安全性了。