使用 RAID 数据保护策略的磁盘阵列

硬盘爱好者

  [wiki]RAID[/wiki] 是指“独立磁盘冗余阵列”(Redundant Arrays of Independent Disks)。可以使用不同的配置或 RAID 级别。下面将对此进行单独介绍。

镜像 (RAID Level 1)


在 RAID 1 配置中，所有的数据都将复制到两个或多个磁盘中。

在硬件镜像中，每个磁盘都有一个“孪生兄弟”，即一个包含了该磁盘数据的精确副本的备份磁盘。有些 RAID 1 技术实现不仅提供冗余的磁盘，还提供冗余的阵列控制器和电源。

在软件镜像的情况下，由于使用 LVM 或 VxVM 软件来管理磁盘[wiki]存储[/wiki]，所以原始数据及其副本数据都可以跨多个磁盘分布。

优点和缺点
如果磁盘出现故障，阵列控制器会自动将所有系统 I/O 活动切换到包含副本的那个驱动器。这就防止了系统在一个磁盘驱动器出现故障时宕机。硬件镜像的缺点是添置冗余硬件需要相当的费用。

建议使用的情况和对性能因素的考虑
请在需要高的数据可用性时使用。可以提供相当于使用单个磁盘时两倍的读 I/O 的速度，而写 I/O 的速度与使用单个磁盘时相近。数据传输速率与使用单个磁盘时相近。

磁盘条带化 (RAID Level 0)


此配置将数据交替插入到横跨多个磁盘的块中。

优点和缺点
因为几个 I/O 传输可在同时进行，所以 [wiki]RAID 0[/wiki] 提高了系统的性能。但它没有在磁盘出现故障时提供数据冗余。

建议使用的情况和对性能因素的考虑
对使用非关键数据的高性能 I/O 环境有效。

数据条带化还可以防止出现“热点”，这通常是因为连续在某个磁盘上存取数据，特定的驱动器可能会因过于频繁地访问而导致其 I/O 流量放缓，或缩短了此驱动器的寿命。

RAID 3


这种类型的阵列使用单独的数据保护磁盘来存储编码数据。RAID 3 的设计旨在提供一个高的传输速率。

RAID 3 通过将用户数据分段记录到以位或[wiki]字节[/wiki]表示大小的块中，并将数据平均分配到 N 个并联的磁盘中来组织数据。其中的一个驱动器会作为奇偶驱动器。在此方式下，访问的每条记录都以构成条带组的 N 个磁盘的完全介质速率传输。其缺点是每个记录 I/O 条带要访问组中的每个驱动器。

优点和缺点
除以完整的数据条带逻辑块方式写入外，您不可以向 RAID 3 阵列中写入数据。这就限制了应用软件设计的灵活性，也限制了用户使同一个系统上的不同阵列在不同的 RAID 等级下运行的能力。

RAID 3 并不适合于多进程 I/O（长或短），尤其不适合于要求高 I/O 每秒速率的任何应用软件。但另一方面，RAID 3 可以为单个进程和（或）单个流的长序列 I/O 请求提供极好的性能。

建议使用的情况和对性能因素的考虑
除了在 I/O 大小小于或等于 64 KB 的情况下，RAID 3 所提供的 I/O 性能一向较独立磁盘低。

仅当真正保证用户只有单个长进程访问序列数据时，才应选择用户RAID 3 架构。视频服务器和图象服务器将是正确应用 RAID 3 的很好示例。RAID 3 如此有限，所以在很多情况下很少能选用它。

RAID 5


使用此 RAID 级别，数据和编码数据保护信息都被分配到阵列中的所有驱动器上。设计级别 5 旨在提供一个高的传输速率（单向数据传输）和一个适中的 I/O 速率（双向数据传输）。

在 RAID 5 技术中，硬件会将奇偶信息读写到阵列中的每个模块中。如果一个模块出现故障，系统处理器能够利用其他磁盘模块上的用户数据和奇偶信息来重建所有的用户数据。更换了出现故障的磁盘模块之后，系统处理器会使用存储在其余模块上的信息来自动重建磁盘阵列。重建的磁盘阵列包含了在原磁盘模块未出现故障的情况下所应包含信息的精确副本。

优点和缺点
RAID 5 比 RAID 1 或 RAID 1/0（RAID 1 和 RAID 0 的组合）需要的驱动器要少。为获得最佳性能，它使用了磁盘条带化并分配了奇偶数据。在 RAID 5 中，每组可以配置 3 到 6 个驱动器。通常是 5 个驱动器一组。跨多个驱动器分配数据防止了由于在单个驱动器上连续存取所造成的 I/O 减速。

RAID 5 并不如 RAID 1/0 那样耐用，它只能承受每组中有一个磁盘出现故障。

建议使用的情况和对性能因素的考虑
RAID 5 是大部分应用程序最通用的 RAID 级别。

当多任务应用程序需要拥有高读取速率的大型历史数据库，或需要使用正常或低于正常比例的写操作的数据库（写操作在全部的 I/O 操作中所占比例为 33% 或更低）时，RAID 5 是一个不错的选择。

RAID 5 始终为大型输入/输出操作（大于或等于 64 KB）提供较高的性能，但为小于 64 KB 的 I/O 操作所提供的性能不高。

jason888

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