RAID小结

时间：2010-07-18 来源：jackyrong

RAID这东西其实挺复杂的，分类比较多，下面小结一下：

1 RAID 0 无差错控制的带区组
RAID 0其实就是把数据对半分，把东西保存到不同的盘上，比如，把100M的数据分成两个50M，每个盘各写50M，这样总耗时：5秒，是不是快了，当然实际肯定高于5秒，至少比写到一块盘快。同样读数据也是这样，从两块盘并行读，是不是也必一块盘要快呢？这就是raid0，任何大于2块数量的磁盘就可以作raid0，如果磁盘容量不一样，比如一块40G，一块80G，不会浪费任何空间（仅限raid0模式），这样两块盘作raid0，总容量最后就是40G＋80G＝120G。一般情况，raid0容量＝各个盘容量之和。raid0是所有模式中速度最快的。也是安全性最低的，因为数据都分割了存放，任意一块盘损坏，数据全部丢失。无任何安全性可言。

   优点：极高的读写效率
         速度快，由于不存在校验，所以不占用CPU资源
          部署简单
   缺点：无冗余，通常和其他RAID级别混合使用
           不适合用于关键数据环境

    最小硬盘数：2

2 RAID 1 镜象
   数据同时一致写到主硬盘和镜像硬盘
   为了实现数据冗余，防止一块盘损坏，数据就全丢失的情况发生，将一份数据同时写到两块盘上，任何一块盘损坏，另一块块盘在线接管。所以raid1也叫镜像raid。是所有模式中速度最慢的，因为数据要同时写两块盘。但是安全性是最高的。无任何速度可言。任意偶数块盘就可以作raid1。如果磁盘容量不一样，最终按照容量最小的盘算。raid1总容量＝最小容量X磁盘数量÷2。

优点：提供了很高的数据安全性和可用性
100％的数据冗余
设计、使用简单
不作校验计算，CPU占用资源少

缺点：空间利用率只有1/2
相对于单个硬盘，无法提高写性能

3 RAID10 （RAID0+RAID 1）：两块盘先作raid0，然后再找两块盘，将原来做好的raid0中数据复制一份到自己，与原来的raid0做成raid1；或者两块盘先作raid1，然后再找两块盘，分担数据流量，与原来的raid1做成raid0，这样就组成了raid10。这种模式是所有模式中性能和安全性都最好的一种，但是成本是最高的。

4 RAID 3
最少需要3块盘组成，原理是这样的：和raid0一样，数据分割，并行写入各个磁盘，除了其中一块磁盘，这块盘叫做奇偶校验盘（一般用P表示），单独存放奇偶校验信息，所谓奇偶校验，就是：因为数据被分割了存放，所以可以根据这些分割的数据来做一个恢复措施，利用我这边的数据和你那边的数据算出一些信息，如果任意一边数据丢失，通过另一边的现存数据和事先算好的信息，就可以再生成丢失的数据。这样，如果任何一块盘损坏，都可以根据另外的磁盘重新生成坏盘上的数据，不管损坏的是数据盘，还是校验信息盘。由于校验信息占用空间不大，所以只需一块盘就够了，信息都放在这块盘上，这样既实现了raid0的速度（比raid0稍慢），又实现了raid1的安全（raid1是纯数据的镜像，raid3是利用奇偶校验信息，占用空间小），成本又相对低廉，何乐而不为？但是如果同时（同一时刻）坏掉两块盘，数据就完了。raid3总容量＝容量总和－P盘容量。
    优点：数据分布式存储在连续的硬盘上，具有较高的读速率，适合大文件连续读操作的应用如果有一个硬盘损坏，数据的有效性没有影响
    缺点：校验盘是整个硬盘阵列系统的瓶颈有数据盘故障时，每次读操作时都需要进行校验计算，读性能大幅度下降

5 RAID2：带海明码校验
RAID 2 采用早期的海明码校验组成硬盘阵列，RAID中第1个、第2个、第4个……第2的n次幂个硬盘都是校验盘。RAID2的硬盘利用率很低，目前基本不再使用

6 RAID 4是带有共享校验硬盘的独立数据盘（ Independent data disks with shared parity disk），与RAID 3类似，不同在于对数据访问是每次一个盘，而RAID 3是每次一个条带，RAID4的读写性能较差，目前较少使用

7 RAID 5
RAID 5与RAID 3机制类似，但校验数据均匀分布在各数据硬盘上，RAID成员硬盘上同时保存数据和校验信息，数据块和对应的校验信息保存在不同硬盘上。RAID 5是最常用的RAID方式之一
    RAID5的读出效率很高，写入效率一般，块式的集体访问效率不错。因为奇偶校验码在不同的磁盘上，所以提高了可靠性，允许单个磁盘出错。RAID 5也是以数据的校验位来保证数据的安全，但它不是以单独硬盘来存放数据的校验位，而是将数据段的校验位交互存放于各个硬盘上。这样，任何一个硬盘损坏，都可以根据其它硬盘上的校验位来重建损坏的数据。硬盘的利用率为n-1。但是它对数据传输的并行性解决不好，而且控制器的设计也相当困难。RAID 3 与RAID 5相比，重要的区别在于RAID 3每进行一次数据传输，需涉及到所有的阵列盘。而对于RAID 5来说，大部分数据传输只对一块磁盘操作，可进行并行操作。在RAID 5中有“写损失”，即每一次写操作，将产生四个实际的读/写操作，其中两次读旧的数据及奇偶信息，两次写新的数据及奇偶信息。 RAID-5的话，优点是提供了冗余性（支持一块盘掉线后仍然正常运行），磁盘空间利用率较高（N-1/N），读写速度较快（N-1倍）。RAID5最大的好处是在一块盘掉线的情况下，RAID照常工作，相对于RAID0必须每一块盘都正常才可以正常工作的状况容错性能好多了。因此RAID5是RAID级别中最常见的一个类型。RAID5校验位即P位是通过其它条带数据做异或(xor)求得的。计算公式为P=D0xorD1xorD2…xorDn，其中p代表校验块，Dn代表相应的数据块，xor是数学运算符号异或。

8 RAID 6
RAID 6 是带有两个独立分布式奇偶校验方案的独立数据硬盘（Independent data disks with two independent distributed parity schemes）。广义上讲，能够允许两个硬盘同时失效的RAID级别统称为RAID 6，狭义上讲，特指Intel的RAID P+Q技术。硬盘空间利用率为(N-2)/N，N为RAID6阵列硬盘总数