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By PURPLELEC | 21 September 2024 | 0 评论

最流行的 RAID 配置有哪些?

  什么是 RAID?
  RAID (独立磁盘冗余阵列)是一种在同一系统内跨多个驱动器写入数据的存储类型。RAID 技术广泛应用于服务器和存储设备。它有效地提高了存储系统的性能、可靠性和安全性。
独立磁盘冗余阵列
  最流行的 RAID 配置有哪些?
  RAID 0:条带化
  要使用此 RAID 级别,至少需要两个硬盘。例如,在具有两个硬盘的 RAID 0 配置中,它们的容量将合并并显示为计算机中的单个磁盘,总容量为两个驱动器的总和。
  RAID 0 如何工作?
  这涉及分解完整的数据并将其均匀分布在两个硬盘上。
  优点:
  ·双通道内存:两个硬盘同时写入和读取,有效地使带宽和速度加倍。
  ·理论上,性能可以通过使用硬盘数量成倍增加,但实际使用中会受到接口、系统和硬盘的限制。需要注意的是,这个倍增效果指的是硬盘的连续读写能力,而不是随机读写能力。
  缺点:
  ·缺乏安全性:由于数据以零散、混乱的方式存储在两个驱动器上,因此任何一个驱动器发生故障都会导致所有数据丢失。这使其成为最不安全的 RAID 配置。
  RAID 1:镜像
  RAID 1 模式常用于双磁盘阵列。在此模式下,计算机可见的磁盘容量通常等于较小硬盘的容量。
独立磁盘冗余阵列
  RAID 1 如何工作?
  当数据存储在主磁盘上时,它会同时写入两个磁盘,实时创建精确副本。这确保了自动、实时的数据备份。
  优点:最安全的 RAID 配置
  RAID 1 模式被视为最安全的 RAID 配置,因为它提供自动、实时备份。如果一个硬盘出现故障,只需用新硬盘替换损坏的硬盘即可完全恢复数据。
  缺点:空间利用率和读/写速度最低
  但由于RAID 1模式的数据冗余度为100%,因此其读写速度和空间利用率是所有RAID配置中最低的,有效存储容量只有50%,空间利用率最低。
  由于这些特点,ORICO硬盘盒及NAS产品中的RAID 1模式仅限于两块硬盘使用。
  RAID 3:带奇偶校验的条带化
  鉴于RAID 0读写速度快但安全性低的特点,人们对该RAID模式的改进兴趣浓厚。同样,数据备份方式也从原有的RAID 1进行了增强,备份数据量从100%减少到50%。
  RAID 3 可以看作是 RAID 0(条带化)的改进版本,增加了用于数据恢复的专用奇偶校验磁盘,为数据存储提供了额外的安全保障。
  RAID 3 如何工作?
  要存储的数据被分成多个块,并按顺序写入多个硬盘驱动器。写入每个块后,RAID 控制器会根据块的数据编码计算相应的奇偶校验位。此奇偶校验位充当恢复代码,并存储在单独的硬盘驱动器(奇偶校验磁盘)上,而其他驱动器则配置为 RAID 0 阵列。
  简单来说,RAID 3 至少需要三块硬盘:一块用于恢复代码(奇偶校验),其余硬盘配置为 RAID 0。如果阵列中的任何单个驱动器发生故障,都可以使用奇偶校验信息恢复数据。
  优点:
  ·存储速度快,安全性更高:由于 RAID 0 读写速度加倍的效果,RAID 3 集成部分可达到与 RAID 0 相当的速度,即使奇偶校验计算和读写速度较慢,但整体性能仍明显高于 RAID 1,此外奇偶校验的支持增强了安全性。
  缺点:
  ·奇偶校验读/写操作复杂,小文件性能低下:在 RAID 3 中,即使是小的写入操作也会触发整个条带的更新,使得写入性能依赖于奇偶校验磁盘的性能,导致整体数据读写速度较慢。
  RAID 5:分布式奇偶校验
  RAID 5 是对 RAID 3 的改进,允许每个磁盘作为其他磁盘的恢复磁盘,同时保持数据存储能力。此外,RAID 5 继承了 RAID 4 增强的奇偶校验码写入过程,从而加快了奇偶校验计算速度。
  RAID 5 如何工作?
  RAID 5 阵列中存储的数据用于计算奇偶校验块,这些块存储在单独的磁盘上。数据被分开并同时写入多个磁盘。与其他 RAID 级别不同,RAID 5 不会将单个磁盘专用于奇偶校验。相反,阵列中的每个磁盘都包含数据和奇偶校验信息,允许任何磁盘作为其他磁盘的恢复磁盘。
  优点:
  ·高读/写速度:几乎与 RAID 0 的性能相匹配。
  ·高安全性:可与RAID 1媲美。
  ·高效的磁盘容量利用率:最大限度提高存储效率。
  ·快速数据恢复:增强数据恢复率。
  ·通用性:进入门槛低,可扩展性强。
  缺点:
  ·它只能容忍一个磁盘发生故障。
  RAID 10
  RAID 10 是 RAID 1 与 RAID 0 的直接结合,提供 RAID 0 两倍的读写速度,同时保留 RAID 1 的实时数据备份,是常用的 RAID 配置之一。
  工作原理:以 ORICO 9948RU3 四盘位硬盘阵列为例,在 RAID 10 模式下,四块硬盘配对组成两组 RAID 1(镜像),两组 RAID 1 再合并为一个 RAID 0(条带化),在电脑端呈现为一个磁盘,容量为阵列中最小硬盘的两倍。
  优点:
  ·高读/写速度:RAID 10 提供了 RAID 0 两倍的读/写速度。
  ·数据安全性高:通过RAID 1提供实时数据备份。
  RAID 10 模式融合了 RAID 0 的速度优势与 RAID 1 的数据安全性,具有高性能和安全性。
  缺点:
  ·存储容量低:RAID 10 面临与 RAID 1 相同的存储容量限制,实际上将可用存储空间减少了一半。
  ·容错能力有限:尽管存储容量减半,RAID 10 也仅提供一个驱动器的容错能力,与 RAID 1 类似,但性能有所提高。

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