Linux学习笔记：RAID工作原理详细介绍
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2025-05-10 14:26:10
RAID工作原理
- 为什么要用RAID
- RAID(Redundant Arrays of Independent Disks，磁盘阵列)：把相同的数据存储在多个硬盘的不同的地方的方法
- 通过RAID可以提高磁盘I/O能力（磁盘并行读写）以及提高耐用性（磁盘冗余）。
- RAID级别：多种磁盘组织在一起的工作方式有所不同
- 实现方式：
- 外接式磁盘阵列：通过扩展卡提供适配能力
- 内接式磁盘阵列：主板集成RAID控制器
- Software RAID：在软件层面实现RAID
- RAID级别：
- RAID 0：Data Stripping数据分条技术
- RAID 1：磁盘镜像
- RAID 2：带海明码校验
- RAID 3：带奇偶校验码的并行传送
- RAID 4：带奇偶校验码的独立磁盘结构
- RAID 5：分布式奇偶校验的独立磁盘结构
- RAID 10：高可靠性与高效磁盘结构
- RAID 01：RAID0和RAID1技术结合起来
- RAID 0：
- 实现方式：把N块同样的硬盘用硬件的形式通过智能磁盘控制器或用操作系统中的磁盘驱动程序以软件的方式串联在一起创建一个大的卷集。
- 优点：
- 缺点：
- 可用空间：N*min（s1，s2，…）(s1代表磁盘1，N表示磁盘数量)
- 最少磁盘数：2，2+
- RAID 1
- 实现方式：把一个磁盘的数据镜像到另一个磁盘上，也就是说数据在写入一块磁盘的同时，会在另一块闲置的磁盘上生成镜像文件，在不影响性能情况下最大限度的保证系统的可靠性和可修复性上，只要系统中任何一对镜像盘中至少有一块磁盘可以使用
- 优点：
- 缺点：
- 可用空间：1*min（s1，s2，…）
- 最少磁盘数：2，2+
- RAID 2
- 实现方式：将数据条块化分布于不同的硬盘上，条块单位为位或字节，同时使用一定的编码技术来提供错误检查及恢复。
- 优点：
- 缺点：
- 最少磁盘数：3，3+
- 可用空间：N*min(s1,s2,…)/2
- RAID 3
- 实现方式：将数据条块化分布于不同的硬盘上， 条块单位为位或字节，同时采用编码技术进行查错，但不能修正错误。
- 优点：
- 读写性能极大提升
- 对于大量的连续数据有较好的I/O能力
- 有容错能力：一块磁盘
- 缺点：
- 最少磁盘数：3，3+
- 可用空间：N*min(s1,s2,…)/2
- RAID 4
- 实现方式：RAID4和RAID3类似，不同的是，它对数据的访问是按数据块进行的，也就是按磁盘进行的，每次是一个盘。
- 优点
- 读写性能极大提升
- 对于大量的连续数据有较好的I/O能力
- 有容错能力：一块磁盘
- 缺点
- 最少磁盘数：3，3+
- 可用空间：N*min(s1,s2,…)/2
- RAID 5
- 实现方式：RAID 5 综合了 RAID 0 的条带化技术以及阵列数据冗余技术（阵列最少包括三个磁盘）。
- 优点：
- 读性能有提高，块式的集体访问效率不错
- 数据可靠性较高
- 缺点：
- 写入效率一般，存在”写”损失，即每次写入，将产生四个实际的读/写操作
- 对数据传输的并行性解决不好
- 控制器的设计也相当困难
- 最少磁盘数：3，3+
- 可用空间：(N-1)*min(s1,s2,…)
- RAID 10
- 实现方式：一个带区结构加一个镜象结构，因为两种结构各有优缺点，因此可以相互补充，达到既高效又高速的目的。
- 优点：
- 每一个镜像中可以有一个磁盘出现故障而不丢失数据
- 提供良好的读写速度
- 缺点：
- 如果镜像对中的另一个磁盘也发生故障，则会丢失整个阵列。
- 设备的可用容量会减少一半（假设阵列中所有磁盘的容量都相同）。
- 最小磁盘数：4，4+（需为4的倍数）
- 可用容量： N*min(s1,s2,…)/
