基于RAID技術(shù)原理，了解存儲(chǔ)相關(guān)的技術(shù)

近期有個(gè)硬盤數(shù)據(jù)丟失的問題一直困擾這大家，今天我們來講講RAID技術(shù)原理，供大家了解存儲(chǔ)相關(guān)的技術(shù)。

1.什么是Raid

RAID（Redundant Array of Inexpensive Disks）稱為廉價(jià)磁盤冗余陣列。RAID 的基本原理是把多個(gè)便宜的小磁盤組合到一起，成為一個(gè)磁盤組，使性能達(dá)到或超過一個(gè)容量巨大、價(jià)格昂貴的磁盤。

目前 RAID技術(shù)大致分為兩種：基于硬件的RAID技術(shù)和基于軟件的RAID技術(shù)。其中在 Linux下通過自帶的軟件就能實(shí)現(xiàn)RAID功能，這樣便可省去購買昂貴的硬件 RAID 控制器和附件就能極大地增強(qiáng)磁盤的 IO 性能和可靠性。由于是用軟件去實(shí)現(xiàn)的RAID功能，所以它配置靈活、管理方便。同時(shí)使用軟件RAID，還可以實(shí)現(xiàn)將幾個(gè)物理磁盤合并成一個(gè)更大的虛擬設(shè) 備，從而達(dá)到性能改進(jìn)和數(shù)據(jù)冗余的目的。當(dāng)然基于硬件的RAID解決方案比基于軟件RAID技術(shù)在使用性能和服務(wù)性能上稍勝一籌，具體表現(xiàn)在檢測和修復(fù)多 位錯(cuò)誤的能力、錯(cuò)誤磁盤自動(dòng)檢測和陣列重建等方面。

2.RAID級別介紹

生產(chǎn)場景中常用Raid級別為：Raid 0、Raid 1、Raid 5、Raid 10（Raid 0 + Raid 1）

RAID 0：

也稱為條帶模式（striped），即把連續(xù)的數(shù)據(jù)分散到多個(gè)磁盤上存取，如圖所示。當(dāng)系統(tǒng)有數(shù)據(jù)請求就可以被多個(gè)磁盤并行的執(zhí)行，每個(gè)磁盤執(zhí)行屬于它自 己的那部分?jǐn)?shù)據(jù)請求。這種數(shù)據(jù)上的并行操作可以充分利用總線的帶寬，顯著提高磁盤整體存取性能。因?yàn)樽x取和寫入是在設(shè)備上并行完成的，讀取和寫入性能將會(huì) 增加，這通常是運(yùn)行 RAID 0 的主要原因。但RAID 0沒有數(shù)據(jù)冗余，如果驅(qū)動(dòng)器出現(xiàn)故障，那么將無法恢復(fù)任何數(shù)據(jù)。

RAID 1：

RAID 1 又稱為鏡像（Mirroring），一個(gè)具有全冗余的模式，如圖所示。RAID 1可以用于兩個(gè)或2xN個(gè)磁盤，并使用0塊或更多的備用磁盤，每次寫數(shù)據(jù)時(shí)會(huì)同時(shí)寫入鏡像盤。這種陣列可靠性很高，但其有效容量減小到總?cè)萘康囊话?，同時(shí) 這些磁盤的大小應(yīng)該相等，否則總?cè)萘恐痪哂凶钚〈疟P的大小。

RAID 5：

RAID5把數(shù)據(jù)和相對應(yīng)的奇偶校驗(yàn)信息存儲(chǔ)到組成RAID5的各個(gè)磁盤上，并且奇偶校驗(yàn)信息和 相對應(yīng)的數(shù)據(jù)分別存儲(chǔ)于不同的磁盤上，其中任意N-1塊磁盤上都存儲(chǔ)完整的數(shù)據(jù)，也就是 說有相當(dāng)于一塊磁盤容量的空間用于存儲(chǔ)奇偶校驗(yàn)信息。因此當(dāng)RAID5的一個(gè)磁盤發(fā)生損壞 后，不會(huì)影響數(shù)據(jù)的完整性，從而保證了數(shù)據(jù)安全。當(dāng)損壞的磁盤被替換后，RAID還會(huì)自動(dòng) 利用剩下奇偶校驗(yàn)信息去重建此磁盤上的數(shù)據(jù)，來保持RAID5的高可靠性。

RAID 5可以理解為是RAID 0和RAID 1的折衷方案。RAID 5可以為系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)安全保障，但 保障程度要比鏡像低而磁盤空間利用率要比鏡像高。RAID 5具有和RAID 0相近似的數(shù)據(jù)讀取 速度，只是因?yàn)槎嗔艘粋€(gè)奇偶校驗(yàn)信息，寫入數(shù)據(jù)的速度相對單獨(dú)寫入一塊硬盤的速度略慢。

RAID 10：

Raid 10是一個(gè)Raid 1與Raid0的組合體，它是利用奇偶校驗(yàn)實(shí)現(xiàn)條帶集鏡像，所以它繼承了Raid0的快速和Raid1的安全。我們知道，RAID 1在這里就是一個(gè)冗余的備份陣列，而RAID 0則負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的讀寫陣列。其實(shí)，右圖只是一種RAID 10方式，更多的情況是從主通路分出兩路，做Striping操作，即把數(shù)據(jù)分割，而這分出來的每一路則再分兩路，做Mirroring操作，即互做鏡像。

隨著RAID磁盤陣列技術(shù)的發(fā)展，存儲(chǔ)的性能和安全性都有了很好的保障。數(shù)據(jù)都不會(huì)輕易的丟失。即使數(shù)據(jù)真的丟失，也有一定的數(shù)據(jù)恢復(fù)技術(shù)能夠進(jìn)行恢復(fù)，就看是否真的希望保留這些數(shù)據(jù)了。