linux學習之路之磁碟陣列RAID及硬體RAID和軟體RAID的區別

標籤：raid   工作原理   

    我們知道單個磁碟儲存資料的容量是有限的，為了讓磁碟的容量增大，我們可以將多個較小的磁碟組合在一起，形成一個較大的磁碟裝置，這就是RAID（獨立式磁碟陣列），RAID不僅可以提高資料的儲存容量，也可以提高資料保護功能，不同層級的RAID，所提供的的功能各不一樣。

RAID常見的層級有RAID0，RAID1，RAID5，RAID10，RAID01，RAID5，RAID50

下面逐個介紹這些層級的工作原理。

RAID0：首先將磁碟分成等量的資料區塊(CHUNK),然後在將儲存的資料切分成符合CHUNK大小的塊，依次放在每一個磁碟上。以條帶的形式均勻的儲存在陣列中的每一個磁碟上。

儲存方式：

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所謂條帶的大小就是通過CHUNK的大小除以block的大小得到的。預設CHUNK為64k。

RAID0具有以下特性：

    1、至少有2塊磁碟才能組合成RAID，最好相同的磁碟

    2、資料被均勻的儲存在每一個磁碟上，因此讀寫效能提升

    3、這樣儲存的資料不具有冗餘性，因此其中任意一個磁碟損壞，資料就壞了。

    4、磁碟的利用率為100%

RAID1：由於RAID0沒有提供資料的冗餘機制，因此當其中一個磁碟損壞了，資料就恢複不了了。而RAID1的儲存機制與RAID不同，RAID1則是通過鏡像冗餘的方式，將一份資料同時儲存在兩個磁碟上。這樣當其中一塊磁碟損壞了，還可以通過另一個磁碟來工作。

儲存方式如下：

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RAID1將具有以下特性：

    1、至少有2塊磁碟組合成RAID1，最好磁碟相同

    2、由於資料時儲存在每一個磁碟上的，因此磁碟的寫效能下降，讀效能提升

    3、這種儲存方式具有冗餘性

    4、磁碟的空間利用率為50%

從上面知道，RAID0不具有冗餘性，當一個磁碟損壞，所有資料也就損壞了。而RAID1雖然具有冗餘性，但是磁碟的利用率下降了，磁碟的寫效能也下降了。那麼可不可以將RAID0和RAID1組合起來使用，同時具有RAID0和RAID1的特性呢？

將RAID0和RAID1組合起來的整列有2中RAID10和RAID01

RAID10：就是先將磁碟組合成RAID1，再講RAID0組合成RAID0。

儲存方式如下：

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RAID10具有以下的特性：

    1、至少4顆磁碟才能組成。，因為RAID1和RAID0至少要兩個磁碟才能組成。

    2、因為RAID1的原因，因此效能下降，讀效能提升

    3、由於RAID1的原因，因此這樣組合具有冗餘性

    4、磁碟利用率為50%

RAID01：現將磁碟組合成RAID0，再將RAID0組合成RAID1

儲存方式如下：

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RAID5：將至少需要三個磁碟才能組合成RAID5，其中一個磁碟用來存放同位檢查碼的，且以輪循的方式存放在每一個磁碟上。而資料則是均勻等量的依次存放在其他磁碟上。

當其中某一個磁碟損壞了，可以利用同位檢查碼來恢複另一個磁碟的資料。

儲存方式為如下：

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RAID5具有以下特性：

    1、由於其中一個磁碟要存放同位檢查碼，因此至少需要三個磁碟才能形成RADI5

    2、由於同位檢查碼的存在，因此磁碟的寫效能下降，讀效能提升

    3、由於可以用同位檢查碼來恢複磁碟的資料，因此具有冗餘性

    4、磁碟的空間利用率為(n-1)/n

RAID50:將磁碟先組合成RAID5，再將組合成的RAID5組合成RAID0

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RAID50將具有以下特性：

    1、由於RAID5的原因，因此需要至少6顆磁碟才能組合成RAID50

    2、由於有同位檢查碼，因此磁碟寫效能下降，讀效能提升

    3、具有冗餘功能

    4、磁碟利用率為(n-2)/n

另外還有一種磁碟組合機制jobd技術

jbod：就是將多個磁碟堆疊形成一個大的邏輯磁碟，且當第一個磁碟容量用完時，才使用第二個磁碟。

因此jbod具有以下特性：

    1、至少需要2顆磁碟才可以組合成jbod

    2、資料是從第一個磁碟依次儲存的，因此讀寫效能沒有提升

    3、沒有提供冗餘機制，當其中一塊磁碟損壞時，資料就會損壞

    4、磁碟利用率為100%

上面主要介紹了幾種常見層級的RAID原理，RAID可以通過硬體和軟體來組合成，那麼硬體RAID和軟體RAID有什麼區別呢？

本文出自 “linux學習之路” 部落格，謝絕轉載！