各种Raid区别与解释

1、特点硬盘及容量性能及安全典型应用raid 0用于平行存储，即条带。其原理是把连续的数据分成几份，然后分散存储到阵列中的各个硬盘上。任何一个磁盘故障，都将导致数据丢失。硬盘数：一个或更多容量：总的磁盘容量性能：读写性能高，随机写性能高安全：无冗余，无热备盘，无容错性，安全性低无故障的迅速读写，要求安全性不高，如图形工作站等。raid 1镜像存储。其原理是把相同的数据分别写入阵列中的每一块磁盘中，最大限度的保证用户数据的可用性和可修复性。缺点是存储成本高。硬盘数：两个或2*N个容量：总磁盘容量的50%性能：读写性能低，随机写性能低安全：利用复制进行冗余，有热备盘，可容错，安全性高随机数据写入，要求

2、安全性高，如服务器、数据库存储领域。raid 5分布奇偶位条带。是一种存储性能、数据安全和存储成本兼顾的存储方案，也可理解为是RAID 0和RAID 1的折衷方案。其原理是把数据和相对应的奇偶校验信息存储到组成RAID5的各个磁盘上，并且奇偶校验信息和相对应的数据分别存储于不同的磁盘上。当RAID5的一个磁盘数据发生损坏后，利用剩下的数据和相应的奇偶校验信息去恢复被损坏的数据。相对于RAID 0,只是多了一个奇偶校验信息。多个数据可对应一个奇偶校验信息。硬盘数：三个或更多容量：(n-1)/n的总磁盘容量(n为磁盘数)性能：随机和连续写性能低，读性能高安全：利用奇偶校验进行冗余，可容错，安全性高

3、随机数据传输要求安全性高，如金融、数据库、存储等。raid 10镜像阵列条带。兼顾存储性能和数据安全，提供了与RAID 1一样的数据安全保障，同时具备与RAID 0近似的存储性能。缺点是存储成本高。硬盘数：四个或4*N个容量：总磁盘容量的50%性能：读写性能适中安全：利用复制进行冗余，可容错，安全高适于于要求存取数据量大，安全性高，如银行、金融等领域。RAID 10 和 RAID 01 的区别:RAID 10 和 RAID 01 是两种逻辑方式不同的组合。 RAID 10 是先镜像后条带，即先将硬盘纵向做镜像，然后再横向做条带。在这种情况下，只要不是同一个镜像组中的几块硬盘同时坏掉，RAID组

4、都不会崩溃。即同一个镜像组的硬盘不能同时坏掉。RAID 01 是先条带后镜像，即先将硬盘横向做条带，然后再纵向做镜像。 在这种情况下，只要不是两个条带上同时有硬盘坏掉，则整个RAID组都不会崩溃。不管发生介质损坏的两块硬盘是否是镜像 盘。即不同条带组的硬盘不能同时坏掉。RAID 10 和 RAID 01 在性能上基本相同，但RAID 01 发生故障的概率要大于RAID 10 。所以一般情况下都选择RAID 10。附图参考:RAID 0又称为Stripe或Striping，它代表了所有RAID级别中最高的存储性能。RAID 0提高存储性能的原理是把连续的数据分散到多个磁盘上存取，这样，

5、系统有数据请求就可以被多个磁盘并行的执行，每个磁盘执行属于它自己的那部分数据请求。这种数据上的并行操作可以充分利用总线的带宽，显著提高磁盘整体存取性能。 RAID 1又称为Mirror或Mirroring，它的宗旨是最大限度的保证用户数据的可用性和可修复性。 RAID 1的操作方式是把用户写入硬盘的数据百分之百地自动复制到另外一个硬盘上。由于对存储的数据进行百分之百的备份，在所有RAID级别中，RAID 1提供最高的数据安全保障。同样，由于数据的百分之百备份，备份数据占了总存储空间的一半，因而，Mirror的磁盘空间利用率低，存储成本高。Mirror虽不能提高存储性能，但由于其具有的

6、高数据安全性，使其尤其适用于存放重要数据，如服务器和数据库存储等领域。RAID 1+0是先镜射再分区数据。是将所有硬盘分为两组，视为是RAID 0的最低组合，然后将这两组各自视为RAID 1运作。RAID 1+0有着不错的读取速度，而且拥有比RAID 0更高的数据保护性。RAID 0+1则是跟RAID 1+0的程序相反，是先分区再将数据镜射到两组硬盘。它将所有的硬盘分为两组，变成RAID 1的最低组合，而将两组硬盘各自视为RAID 0运作。RAID 0+1比起RAID 1+0有着更快的读写速度，不过也多了一些会让整个硬盘组停止运转的机率；因为只要同一组的硬盘全部损毁，RAID 0+1就会停止运

7、作，而RAID 1+0则可以在牺牲RAID 0的优势下正常运作。RAID 10/01巧妙的利用了RAID 0的速度以及RAID 1的保护两种特性，不过它的缺点是需要的硬盘数较多，因为至少必须拥有四个以上的偶数硬盘才能使用。吞吐量与IOPS阵列的瓶颈主要体现在2个方面，吞吐量与IOPS。1、吞吐量吞吐量主要取决于阵列的构架，光纤通道的大小（现在阵列一般都是光纤阵列，至于SCSI这样的SSA阵列，我们不讨论）以及硬盘的个数。阵列的构架与每个阵列不同而不同，他们也都存在内部带宽（类似于pc的系统总线），不过一般情况下，内部带宽都设计的很充足，不是瓶颈的所在。光纤通道的影响还是比较大的，如数据仓库环境

8、中，对数据的流量要求很大，而一块2Gb的光纤卡，所能支撑的最大流量应当是2Gb/8(小B)=250MB/s(大B)的实际流量，当4块光纤卡才能达到1GB/s的实际流量，所以数据仓库环境可以考虑换4Gb的光纤卡。最后说一下硬盘的限制，这里是最重要的，当前面的瓶颈不再存在的时候，就要看硬盘的个数了，我下面列一下不同的硬盘所能支撑的流量大小： 10K rpm 15K rpm ATA 10M/s 13M/s 8M/s 那么，假定一个阵列有120块15K rpm的光纤硬盘，那么硬盘上最大的可以支撑的流量为120*13=1560MB/s，如果是2Gb的光纤卡，可能需要6块才能够，而4Gb的光纤卡

9、，3-4块就够了。2、IOPS决定IOPS的主要取决与阵列的算法，cache命中率，以及磁盘个数。阵列的算法因为不同的阵列不同而不同，如我们最近遇到在hds usp上面，可能因为ldev(lun)存在队列或者资源限制，而单个ldev的iops就上不去，所以，在使用这个存储之前，有必要了解这个存储的一些算法规则与限制。cache的命中率取决于数据的分布，cache size的大小，数据访问的规则，以及cache的算法，如果完整的讨论下来，这里将变得很复杂，可以有一天好讨论了。我这里只强调一个cache的命中率，如果一个阵列，读cache的命中率越高越好，一般表示它可以支持更多的IOPS，为什么这

10、么说呢？这个就与我们下面要讨论的硬盘IOPS有关系了。硬盘的限制，每个物理硬盘能处理的IOPS是有限制的，如 10K rpm 15K rpm ATA 100 150 50同样，如果一个阵列有120块15K rpm的光纤硬盘，那么，它能撑的最大IOPS为120*150=18000，这个为硬件限制的理论值，如果超过这个值，硬盘的响应可能会变的非常缓慢而不能正常提供业务。另外，我们上一篇也讨论了，在raid5与raid10上，读iops没有差别，但是，相同的业务写iops，最终落在磁盘上的iops是有差别的，而我们评估的却正是磁盘的IOPS，如果达到了磁盘的限制，性能肯定是上不去了。那我们假定一个c

11、ase，业务的iops是10000，读cache命中率是30%，读iops为60%，写iops为40%，磁盘个数为120，那么分别计算在raid5与raid10的情况下，每个磁盘的iops为多少。raid5：单块盘的iops = (10000*(1-0.3)*0.6 + 4 * (10000*0.4)/120= (4200 + 16000)/120= 168这里的10000*(1-0.3)*0.6表示是读的iops，比例是0.6，除掉cache命中，实际只有4200个iops而4 * (10000*0.4) 表示写的iops，因为每一个写，在raid5中，实际发生了4个io(注：写代价，RAI

12、D1写代价为2，RAID5写代价为4，RAID6写代价为6)，所以写的iops为16000个为了考虑raid5在写操作的时候，那2个读操作也可能发生命中，所以更精确的计算为：单块盘的iops = (10000*(1-0.3)*0.6 + 2 * (10000*0.4)*(1-0.3) + 2 * (10000*0.4)/120= (4200 + 5600 + 8000)/120= 148计算出来单个盘的iops为148个，基本达到磁盘极限raid10：单块盘的iops = (10000*(1-0.3)*0.6 + 2 * (10000*0.4)/120= (4200 + 8000)/120= 102可以看到，因为raid10对于一个写操作，只发生2次i