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磁盘整列的几种级别

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发表于 4 天前 | 显示全部楼层 |阅读模式
1. RAID 0 (条带化)*
    原理:数据被分割成块(条带),并交替写入阵列中的所有磁盘。
    优点:极高的读写性能:多个磁盘同时读写数据。100%磁盘空间利用率:所有磁盘容量都用于存储数据。
    缺点:无冗余/容错能力:阵列中任何一块磁盘故障,整个阵列的数据都会丢失。最少磁盘数: 2块。
    适用场景:对性能要求极高,但对数据安全性要求不高的场景(如临时文件处理、视频编辑缓存)。

2.  RAID 1 (镜像)
    原理:数据被完全相同地写入阵列中的每一块磁盘(通常是2块)。每块磁盘都是其他磁盘的完整镜像副本。
    优点:极高的数据可靠性/容错能力:只要还有一块磁盘正常工作,数据就不会丢失。可以容忍最多(n-1)块磁盘故障(n是磁盘总数)。
    读取性能提升:可以从多个磁盘同时读取数据。
    缺点:磁盘空间利用率低: 有效容量仅为总容量的50%(例如,2块1TB磁盘组成RAID 1,只有1TB可用空间)。
    写入性能略有下降:需要将相同数据写入所有磁盘。
    最少磁盘数:2块。
    适用场景:对数据安全性要求极高的关键应用(如操作系统盘、重要数据库日志文件)。

3.  RAID 5 (带分布式奇偶校验的条带化)
    原理:数据被条带化写入所有磁盘(类似RAID 0),但同时会在所有磁盘上**分布式地存储奇偶校验信息**。奇偶校验信息用于在单块磁盘故障时重建丢失的数据。
    优点:良好的读取性能:条带化带来优势。
    良好的容错能力:可以容忍任意一块磁盘故障。故障后数据仍可访问(处于降级状态),更换故障盘后可以重建数据。
     较高的磁盘空间利用率:有效容量 = (n - 1) * 单盘容量(n是磁盘总数)。例如,4块1TB磁盘,可用空间为3TB。
    缺点:写入性能开销:每次写入都需要计算和写入奇偶校验信息(写入惩罚)。
     重建时间长/风险:单盘故障后重建数据需要大量I/O操作,期间如果另一块盘也故障,将导致数据丢失。
    最少磁盘数:3块。
    适用场景:兼顾性能、容量和可靠性的通用场景(文件服务器、应用服务器、中小型数据库)。

4.RAID 6 (带双重分布式奇偶校验的条带化)
    原理:RAID 5的增强版。数据条带化存储,同时存储两份独立的奇偶校验信息,并分布式地存放在所有磁盘上。
    优点:极高的容错能力:可以容忍任意两块磁盘同时故障。安全性显著高于RAID 5。
    良好的读取性能:条带化带来优势。
     较高的磁盘空间利用率:有效容量 = (n - 2)*单盘容量(n是磁盘总数)。例如,4块1TB磁盘,可用空间为2TB;6块1TB磁盘,可用空间为4TB。
    缺点:更高的写入性能开销:计算和写入两份奇偶校验信息,写入惩罚比RAID 5更大。
     重建时间更长:重建两块故障盘需要更长时间和更多I/O。
    最少磁盘数:4块。
    适用场景:对数据安全性要求极高、磁盘数量较多(建议6块以上以提升空间利用率)或无法频繁维护的场景(如归档存储、大容量文件服务器、云存储后端)。

5.  RAID 10 (1+0, 镜像+条带化)
    原理:先做镜像(RAID 1),再做条带化(RAID 0)。至少需要4块磁盘,分成两组镜像对。数据首先在镜像对之间进行条带化,然后在每个镜像对内进行镜像。
    优点:极高的读写性能:结合了条带化的并行读写和镜像的并行读取优势。
     高容错能力:可以容忍多个磁盘故障,只要故障的磁盘不属于同一个镜像对。在最坏情况下,可以容忍最多一半的磁盘故障(只要它们分布在不同的镜像对里)。
    缺点:磁盘空间利用率低:有效容量 = (n / 2)* 单盘容量(n是磁盘总数)。例如,4块1TB磁盘,可用空间为2TB。
     成本较高:需要更多磁盘来提供相同可用容量。
    最少磁盘数:4块(且必须为偶数)。
    适用场景:对性能和可靠性要求都极高的关键业务应用(如高交易量数据库、虚拟化主机、高性能应用服务器)。注意:RAID 01 (0+1) 是先条带化再镜像,可靠性低于RAID 10(一个条带组失效整个阵列失效),现已很少使用。

选择建议:
极致性能,不怕丢数据:RAID 0
极致安全,小容量:RAID 1
平衡性能、容量、安全(中小规模):RAID 5
高安全、大容量、磁盘多: RAID 6
不差钱,要顶级性能和顶级安全:RAID 10



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