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详细:RAID0、RAID1、RAID5综合比较
RAID 0
1、RAID 0又称为Stripe(条带化)或Striping,它代表了所有RAID级别中最高的存储性能。RAID 0提高存储性能的原理是把连续的数据分散到多个磁盘上存取,这样,系统有数据请求就可以被多个磁盘并行的执行,每个磁盘执行属于它自己的那部分数据请求。这种数据上的并行操作可以充分利用总线的带宽,显著提高磁盘整体存取性能。
2、系统向三个磁盘组成的逻辑硬盘(RADI 0 磁盘组)发出的I/O数据请求被转化为3项操作,其中的每一项操作都对应于一块物理硬盘。我们从图中可以清楚的看到通过建立RAID 0,原先顺序的数据请求被分散到所有的三块硬盘中同时执行。从理论上讲,三块硬盘的并行操作使同一时间内磁盘读写速度提升了3倍。 但由于总线带宽等多种因素的影响,实际的提升速率肯定会低于理论值,但是,大量数据并行传输与串行传输比较,提速效果显著显然毋庸置疑。
3、RAID 0的缺点是不提供数据冗余,因此一旦用户数据损坏,损坏的数据将无法得到恢复。
4、RAID 0具有的特点,使其特别适用于对性能要求较高,而对数据安全不太在乎的领域,如图形工作站等。对于个人用户,RAID 0也是提高硬盘存储性能的绝佳选择。

RAID 1
1、RAID 1又称为Mirror或Mirroring(镜像),它的宗旨是最大限度的保证用户数据的可用性和可修复性。 RAID 1的操作方式是把用户写入硬盘的数据百分之百地自动复制到另外一个硬盘上。
2、当读取数据时,系统先从RAID 0的源盘读取数据,如果读取数据成功,则系统不去管备份盘上的数据;如果读取源盘数据失败,则系统自动转而读取备份盘上的数据,不会造成用户工作任务的中断。当然,我们应当及时地更换损坏的硬盘并利用备份数据重新建立Mirror,避免备份盘在发生损坏时,造成不可挽回的数据损失。
3、由于对存储的数据进行百分之百的备份,在所有RAID级别中,RAID 1提供最高的数据安全保障。同样,由于数据的百分之百备份,备份数据占了总存储空间的一半,因而Mirror(镜像)的磁盘空间利用率低,存储成本高。
4、Mirror虽不能提高存储性能,但由于其具有的高数据安全性,使其尤其适用于存放重要数据,如服务器和数据库存储等领域。

RAID 10=RAID 0+1
1、正如其名字一样RAID 0+1是RAID 0和RAID 1的组合形式,也称为RAID 10。
2、以四个磁盘组成的RAID 0+1为例,其数据存储方式如图所示:RAID 0+1是存储性能和数据安全兼顾的方案。它在提供与RAID 1一样的数据安全保障的同时,也提供了与RAID 0近似的存储性能。
3、由于RAID 0+1也通过数据的100%备份功能提供数据安全保障,因此RAID 0+1的磁盘空间利用率与RAID 1相同,存储成本高。
4、RAID 0+1的特点使其特别适用于既有大量数据需要存取,同时又对数据安全性要求严格的领域,如银行、金融、商业超市、仓储库房、各种档案管理等。

RAID 5
1、RAID 5 是一种存储性能、数据安全和存储成本兼顾的存储解决方案。 以四个硬盘组成的RAID 5为例,其数据存储方式如图4所示:图中,P0为D0,D1和D2的奇偶校验信息,其它以此类推。由图中可以看出,RAID 5不对存储的数据进行备份,而是把数据和相对应的奇偶校验信息存储到组成RAID5的各个磁盘上,并且奇偶校验信息和相对应的数据分别存储于不同的磁盘上。当RAID5的一个磁盘数据发生损坏后,利用剩下的数据和相应的奇偶校验信息去恢复被损坏的数据。
2、RAID 5可以理解为是RAID 0和RAID 1的折衷方案。RAID 5可以为系统提供数据安全保障,但保障程度要比Mirror低而磁盘空间利用率要比Mirror高。RAID 5具有和RAID 0相近似的数据读取速度,只是多了一个奇偶校验信息,写入数据的速度比对单个磁盘进行写入操作稍慢。同时由于多个数据对应一个奇偶校验信息,RAID 5的磁盘空间利用率要比RAID 1高,存储成本相对较低。

在磁盘阵列性能的两个要素(磁盘空间和IOPS)都有很大影响的是磁盘阵列的组建类型(即RAID类型)。而在我们的日常工作中,常用的RAID类型为:RAID0 (没有奇偶检验的条带卷)、RAID1(镜像卷)、RAID5(带有奇偶检验的条带卷)、RAID10 (镜像的条带卷)。同时简单介绍最新还有一种RAID类型是RAID6.
 

1常见RAID类型的比较

常见RAID类型的比较
类型
原理
容错性
备份冗余
可用容量
I/O性能
数据重构
数据安全
RAID0
将数据分成一定大小顺序写到阵列的磁盘里
N倍
读写高
不能
 无
RAID1
将数据完全一致的分别写到工作磁盘和镜像磁盘上
n/2倍
读高写一般
1块磁盘
 低
RAID5
将数据校验的信息均匀的分散到阵列的各个磁盘上。这样就不存在并发写操作时的校验磁盘性能瓶颈
(n-1)/n倍
读高写低
n-1块磁盘
 低
RAID10
RAID1和RAID0的结合
n/2倍
读写高
1块磁盘
 高
 

1.1  IO性能

 读性能 
RAID0 是N块磁盘的读速率,RAID5是(n-1)块磁盘读速率。
因为在RAID1中寻道一般能跨越组内所有磁盘进行。这意味着RAID1可获得两倍于单一磁盘的读取速度。同理得RAID10是N块磁盘的读速率。
 
  写性能
   对于写操作,RAID 10和RAID1类型都会产生一个额外的读操作。
对于写操作,RAID5需要执行两个读,两个写和两个XOR(异或检验)操作。另外对于单个用户的写操作,在新数据应用之前必须将老的数据从校验盘中移除,整个的执行过程是如下:读出旧数据,旧数据与新数据做XOR,并创建一个即时的值,读出旧数据的校验信息,将即时值与检验数据进行XOR,最后写下新的校验信息。为了减少对系统的影响,大多数的RAID5都读出并对整个条带(包括校验条带)写入缓存,执行两个XOR操作,然后发出并行写操作(通常对整个条带)。小数据量写操作的巨大使得RAID5技术很难应用于密集写操作的场合,如重做日志文件和日志文件。
 
每块磁盘I/O计算如下:(n为磁盘个数)
RAID0  (r+w)/n
RAID1   (r+2w)/2
RAID5    (r+4w)/n
RAID10  (r+2w)/n
 

1.2数据重构

对于RAID10和RAID1,当一块硬盘失效时,进行数据重构的操作是复制一个新磁盘。
对于RAID5,需要从每块磁盘中读取数据,经过重新计算得到一块硬盘的数据量。因此RAID5在数据重构上的工作负荷和花费的时间远大于RAID10和RAID1.
 

1.3数据安全保护

RAID10(先做RAID1,再做RAID0)只要不出现成对磁盘损坏的情况,整个系统不会出现数据丢失。
RAID5不能出现两块损坏的磁盘,但由于数据重构时间和开销比RAID10高,在数据重构期间RAID5的可靠性比RAID10低。所以RAID5出现数据的丢失的可能性要比RAID10高,
 

2 RAID6

RAID 6的全称是独立的数据库硬盘与两个独立分布检验方案。实现这个思想的方法之一是用两个校验磁盘支持数据磁盘,第一个校验支持一种校验算法,而第二个磁盘支持另一种校验算法,第二算法也称为P+Q检验。
 

3 RAID 10与RAID01的分别

对于RAID01,当一个磁盘损坏等同于整个镜像条带的丢失,所以一旦镜像磁盘失效,RAID01系统就为了RAID0系统,增加了潜在的风险。另外RAID01数据是按整个条带进行重构,存在与RAID5数据重构一样的风险。因此强烈要求不架设RAID01的镜像的条带卷。

raid 0 高性能 低稳定性 中等成本
raid1 高稳定性 普通性能 中等成本
raid 0+1 高稳定性 高性能 高成本
raid5 高性能 中等稳定性 中等成本

RAID0的读写速度=RAID0的磁盘个数Nx普通单个硬盘读写速度,适用于需要高速读写的场合;

RAID5的读取速度=(RAID0的磁盘个数N-1)x普通单个硬盘读取速度;
RAID5的写入速度略小于普通单个硬盘写入速度,适用于需要高速读取,但对写入速度要求不高的场合!

RAID0没有冗余保护功能,一般仅适用于临时数据的存贮;RAID5提供了冗余保护功能,适用于重要数据的存贮!
 

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发布者:admin 发布时间:2014-11-11 阅读:1633

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