詳解四大RAID存儲

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早在我還是一個服務(wù)技術(shù)新手的時候，我對系統(tǒng)管理一無所知，我們一直想要了解的話題之一就是RAID——廉價冗磁盤陣列（Redundant Array of Inexpensive Disks）。

它是解決我們所有存儲難題的鑰匙。有了RAID，我們可以擴大文件系統(tǒng)，獲得更好的吞吐量甚至是增加冗余性，讓我們幸免于磁盤丟失事件，尤其是在那些經(jīng)常發(fā)生此類事件的日子里。

隨著NAS和SAN存儲應(yīng)用的出現(xiàn)，使用物理存儲的技巧和利用這些技巧來滿足系統(tǒng)需求快速地消失了。這并不是一件好事。因為我們將存儲卸載到外置設(shè)備上的做法并沒有改變這樣一個事實，我們需要從根本上了解我們的存儲情況，通過配置存儲來滿足系統(tǒng)的特定需求。

最近五到十年似乎出現(xiàn)這樣一種誤解，認(rèn)為RAID可以等同于系統(tǒng)備份。而事實并非如此。RAID只是容錯的一種形式。

備份和容錯從概念上來講是完全不同的。備份讓我們可以在災(zāi)難發(fā)生之后實施恢復(fù)。而容錯旨在降低災(zāi)難發(fā)生的幾率。容錯就像是在懸崖上搭建一個防護網(wǎng)，而備份就像是懸崖下面建造一座醫(yī)院。你恐怕永遠(yuǎn)也不希望既沒有防護網(wǎng)也沒有醫(yī)院，但他們是完全不同的兩個事物。

一旦我們?yōu)轵?qū)動器部署了RAID，不管是本地附加還是在存儲網(wǎng)絡(luò)中的遠(yuǎn)程應(yīng)用，現(xiàn)在我們有四種主要的RAID解決方案可以用于業(yè)務(wù)中：RAID 1（鏡像）、RAID 5（帶校驗的磁盤條帶）、RAID 6（帶雙重校驗的磁盤條帶）以及RAID 10（帶有條帶的鏡像）。

還有其他類型的等解決方案，例如RAID 0，但如果你真正了解你的驅(qū)動器子系統(tǒng)需求，那么你就知道這些只能用于少數(shù)環(huán)境中。另外人們使用的還有RAID 50和RAID 51，但是更加少見，而且效率并不那么高。十年前，RAID 1和RAID 5是很常見的，但是今天我們已經(jīng)有了更多的選擇。

下面讓我們來逐個分析這些選擇并討論一些基本的數(shù)據(jù)。在我們的例子中，我們將使用“n”來代表陣列中的驅(qū)動器數(shù)量，“s”代表任何單個驅(qū)動器的大小，以此來表示一個陣列的可用存儲空間，更直觀地進(jìn)行存儲容量對比。

RAID 1

這種類型的RAID是對驅(qū)動器進(jìn)行鏡像。你有兩個驅(qū)動器，它們同時在一起做所有事情，因此稱做“鏡像”。因為這個過程非常簡單，所以鏡像是非常穩(wěn)定的，但是如果你之前從來沒有使用過RAID的話，這就要求你必須購買是實際需要兩倍的驅(qū)動器，因為第二個驅(qū)動器作為冗余之用。

RAID 1的好處在于你可以確保寫入到磁盤中的每個字位都被寫入兩遍以達(dá)到保護的目的。因此，使用RAID 1我們的存儲容量應(yīng)該是（n*s/2）。RAID 1比非RAID驅(qū)動器性能要略高一些，寫入速度接近于非RAID系統(tǒng)，而讀取速度幾乎是大多數(shù)情況下的兩倍，因為在讀取操作過程中驅(qū)動器可以并行地進(jìn)行訪問，從而提高了吞吐量。RAID 1限制于兩個驅(qū)動器。

RAID 5

帶校驗的磁盤條帶。在這種類型的RAID中，數(shù)據(jù)以復(fù)雜條帶的形式寫入到陣列中的所有驅(qū)動器中，同時所有驅(qū)動器中都有分布數(shù)校驗塊。這樣RAID 5就可能使用三個或者更多磁盤組成的任意大小的陣列，只犧牲相當(dāng)于一個磁盤的存儲容量用于校驗。但是這種校驗是分布式的，并不單獨存在于任何一個物理磁盤中。

RAID 5由于在大型陣列中犧牲的存儲容量較少，所以它具有成本效益的特點，從而被人們所廣泛使用。與鏡像不同的是，帶有校驗的條帶要求必須在磁盤之間進(jìn)行針對每個寫入條帶的計算，這造成了一部分的開銷。因此，吞吐量并不總是一個容易計算的項目，它在很大程度上取決于系統(tǒng)在做校驗計算時候的計算能力。

計算RAID 5的容量非常簡單：就是（（n-1）*s）。RAID 5陣列可以避免這列中任何單個磁盤的丟失。

RAID 6

帶雙重校驗的磁盤條帶。RAID 6與RAID 5非常相似，但它的每個條帶使用兩個校驗塊，而不是一個，這加強了應(yīng)對磁盤故障的保護能力。

RAID 6是RAID家族中的新成員。RAID 6是其他幾個RAID類型實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化幾年之后增加的。RAID 6比較特殊，因為它可以承受陣列中任意兩個驅(qū)動器的故障，同時防止數(shù)據(jù)丟失。但是為了配合額外的冗余度，RAID 6陣列需要犧牲陣列中相當(dāng)于兩個驅(qū)動器的容量，并要求真列中最少有四個驅(qū)動器。RAID 6的容量可以用（（n-2）*s）來計算。