RAID知识点总结

目录

RAID类型

RAID的数据组织及存取方式

RAID热备与重构

RAID逻辑卷

常见的RAID

RAID0

 RAID 1

RAID3

RAID 5

RAID 6

RAID组合

RAID 10

RAID 50

总结

RAID技术对比

RAID的应用场景

RAID2.0

使用RAID2.0的原因

RAID2.0的发展

RAID2.0技术：两层虚拟化

RAID2.0相比传统RAID的优势

总结

RAID2.0与传统RAID的比较

RAID2.0的优点（软考网工有考察）

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RAID(Redundant Array of lndependent Disks)

独立磁盘余阵列，RAID技术将多个单独的物理硬盘以不同的方式组合成一个逻辑硬盘，从而提高了硬盘的读写性能和数据安全性

RAID类型

根据不同的组合方式可以分为不同的RAID级别：

同时采用两种不同的RAID方式还能组合成新的RAID级别:

 

RAID的数据组织及存取方式

分块：将一个分区分成多个大小相等的、地址相邻的块，这些块称为分块。它是组成条带的元素。

条带：同一磁盘阵列中的多个磁盘驱动器上的相同“位置” (或者说是相同编号)的分块。

RAID热备与重构

热备 (HotSpare) : 当冗余的RAID组中某个硬盘失效时，在不影响当前RAID系统的正常使用的情况下，用RAID系统中的备用硬盘自动顶替失效硬盘，及时保证RAID系统的几余性。热备一般分为两种
全局式:备用硬盘为系统中所有的几余RAID组共享
专用式:备用硬盘为系统中某一组几余RAID组专用

举例：

 A0损坏，用热备盘替换

其他盘的数据进行异或运算，重新构建热备盘的数据

 

RAID逻辑卷

在RAID的基础上可以按照指定容量创建一个或多逻辑卷，通过LUN(Logic Unit Number)来标识。

 

常见的RAID

RAID0

没有容错设计的条带硬盘阵列，以条带形式将RAID组的数据均匀分布在各个硬盘中

注：以条带形式组织起来，读写性能会更强

 RAID 1

又称为镜像（Mirror）,数据同时一致写到主硬盘和镜像硬盘

RAID3

带有校验的并行数据传输阵列，数据条带化分布在数据盘中，同时使用专用校验硬盘存放校验数据

RAID 5

与RAID3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有效容量：N-1

•最少3块，允许坏一个硬盘

RAID 6

与RAID5相比，RAID6有两个校验盘

•所以RAID 6的有效容量：N-2

•最少4块，允许坏2块硬盘

RAID组合

RAID 10

将镜像和条带进行两级组合的RAID级别，第一级是RAID1镜像对，第二级为RAID0

RAID10也是一种应用比较广泛的RAID级别

RAID 50

将RAID5和RAID 0进行两级组合的RAID级别，最低一级是RAID 5,第二级为RAID 0。

总结

RAID技术对比

RAID的应用场景

RAID2.0

使用RAID2.0的原因

单盘空间8T、10T、16T、18T的磁盘在企业和消费市场已经非常普遍，当这些高容量磁盘由子出现磁盘故障而需要进行数据重构时，传统RAID的弱点便会立即凸显。

•重构速度慢，影响性能:以7.2K RPM 4TB 磁盘为例，在传统的 RAD5(8D+1P)中，其重构时间在40小时左右。重构的进程会占用系统的资源，导致应用系统整体性能下降，当用户为了保证应用的及时响应而限制重构的优先级时，重构的时间还将进一步延长。此外，在漫长的数据重构过程中，繁重的读写操作可能引起 RAID 组中其他磁盘也出现故障或错误，导致故障概率大幅提升，极大地增加数据丢失的风险。
•传统RAID受限于硬盘数量:在数据容量剧增的年代无法满足企业对资源统一灵活调配的需求，同时，随着硬盘容量的增大以硬盘为单位对数据进行管理也显得越来越力不从心。

RAID2.0的发展

RAID2.0技术：两层虚拟化

纵向图 

RAID2.0相比传统RAID的优势

如下图所示：

传统RAID(多到1的重构)

如果HDD1盘损坏，就需要用到HDD5(热备盘)替换，再用HDD0,HDD2,HDD3,HDD4的数据进行重构。

因为是多到一的重构写入，所以会出现以下问题

•盘可能在恢复数据的期间损坏

•如果数据量大，重构时间慢

RAID2.0(多到多的重构)

如果HDD1损坏，其他盘中绿色的数据就对此盘中绿色的数据进行重构

• 硬盘的利用率高

•做数据重构时，是多对多重构，即一块盘的数据损坏，这个盘的数据会被重构到其他盘中，相当于所有的盘都是热备盘，没有专门的热备盘

•在最短时间内并行重构

总结

RAID2.0与传统RAID的比较

RAID2.0的优点（软考网工有考察）

1.重构上

在传统RAID的重构中，故障盘的数据只能向一个热备盘上重构。在RAID2.0的重构中，由于热备空是分散在多个盘上的，避免了对单热备盘的写瓶颈，因此重构速度很快。
2.硬盘负载均衡

LUN的数据被均匀分散到阵列内所有的硬盘上，可以防止局部硬盘过热，提升可靠性。
3.最大化盘资源利用率

•性能上:LUN基于资源池创建，多盘读写，LUN的读写性能大大提升。

•容量上:资源池中的硬盘数量不受限于RAID级别，免除传统RAID环境下有些RAID组空间利用率高而有些RAID组空间利用率低的状况，并借助智能精简配置，提升硬盘的容量利用率。
4.提升存储管理效率

基于RAID2.0技术，无需花费过多的时间做存储预规划，只需简单地将多个硬盘组合成存储池，设置存储池的分层策略，从存储池划分LUN即可;当需要扩容存储池，只需插入新的硬盘，系统会自动的调整数据分布，让数据均衡的分布到各个硬盘上;当需要扩容LUN时，只需输入想要扩容的LUN大小，系统会自动从存储池中划分所需的空间，并自动调整LUN的数据分布，使得LUN数据更加均衡的分布到所有的硬盘上 。