raid讲解 转

最近发现某国外网友制作的一张

RAID讲解图

不得不佩服这位网友的奇思妙想

几个饮水机和桶

就把复杂问题生动形象地化解了

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1. Standalone：

第一张图很好理解，我们日常使用的PC就采用这样的数据读取方式。数据存放在一块硬盘里，且只有一块硬盘，那么自然我们的数据只能从该硬盘中读取。

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2. Hot swap：

第二张图也不难理解，看地上那个水桶。所谓Hot swap概念上来说类似于热备份。它的数据读取方式类似于Standalone，唯一不同的是，有一块备用的硬盘在时刻准备着。一旦正在使用的硬盘出现了问题，那么备用硬盘就要及时更换上，以免造成损失。但这样的方式也存在着一些弊端，比如硬盘更换需要时间，这对很多企业来说是致命的。

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3. Cluster：

第三个图是什么意思呢？Cluster是集群的意思。你可以看作两台独立的PC， 用户可以到左边的饮水机来取得数据，也可以到右边的饮水机来获得数据，但是这样比较浪费硬件资源，在企业级里不可能让多台服务器提供同样数据和同样服务的。

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4. RAID 0：

通常称为带区，是利用带区数据映射技巧的特定性能。它的优势就是数据的读写速度较快，但是没有冗余功能，如果一个磁盘(物理)损坏，则所有的数据都无法使用。

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5. RAID 1：

是一种称为“磁盘镜像”的容错配置。数据在被写到其中一块硬盘的同时，也被复制到另一块硬盘中。这样的方式可以防止硬盘损坏带来的数据丢失，但是即使是2块硬盘，其存储的空间也相当于只有一块硬盘的大小。而且I/O传输速率却无法得到改善，也就是饮水机的出水口并没有变大或者变多。

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6. RAID 5：

分布式奇偶校验的独立磁盘结构，常使用缓冲技术来降低性能的不对称性。采取RAID 5的方式，I/O传输速率会得到大大的提高，而且一块硬盘坏了也没有关系，还有备用的其他硬盘。RAID 5的另一个好处是它允许“热插拔”，这意味着如果阵列中的某磁盘出现故障，该磁盘可以与新磁盘交换而无需关闭服务器或NAS，也不必中断正在访问服务器或NAS的用户。

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7. RAID 0+1：

这就是我们常说的RAID 10，也就是是RAID 1和0的组合。它结合了RAID 1的镜像和RAID 0的带区。可提供最佳性能，但也很昂贵，需要两倍于其他RAID级别的磁盘。

 

鱼还是熊掌？

传统用户的容量与性能烦恼

看完上面的图和讲解，有关RAID的概念是不是就一目了然了？其实除了上面这些，RAID还有其他一些形态，比如RAID 2、RAID 4、RAID 7等，不过经过这么多年的发展，RAID的形态已经基本固定了，主流的形式有这么几种：RAID 10、RAID 5、RAID 6（与RAID 5类似）。

从性能的角度，由于写惩罚的影响，RAID 10 的写性能通常优于RAID 5和RAID 6，因此对于性能关键型应用，客户希望底层采用RAID 10的方式。然而从磁盘利用率的维度，RAID 10的可用容量只有50%，却也是最不合算的（见下图）。

 

 

因此面对这种鱼和熊掌的难题，通常客户会采用以下办法：

➤ 假设客户一共购买了11块大小相同的硬盘（如600G 15K，标称随机 IOPS 180），为了获得更好的写入性能，取6块硬盘构建RAID10的组合，写入IOPS 540，挂载给数据库应用，容量利用率50%，也就是1.8TB（此处忽略1024和1000的磁盘容量计数差别）。剩下的5块硬盘构建RAID5的组，以获取更多的容量，写入IOPS 225，容量2.4TB，挂载给备份应用。

 

 这种方式实现了性能与容量的平衡，但也有一些缺陷，由于切分了很多磁盘组，磁盘组之间的IO资源是无法共享的。因此作为应对方案出现了资源池化的技术。

 

 池化RAID的优点显而易见。回到前面的例子，数据库可能在白天比较忙，备份通常在晚上工作，两者有一个时间差，但任何一个应用都可以使用11块硬盘的IOPS。即使采用空间利用率最高的RAID5，也有495的随机IOPS，基本保证数据库应用。也有些用户希望追求极限IOPS，因为这个时候的延迟会最小，他们就采用RAID 10的策略，随机IOPS可以达到990，数据库应用跑的很爽，晚上跑备份也很快，只是容量会牺牲一些。

现在大家可以看到，磁盘块级虚拟化解决了数据孤岛的问题，均衡了所有的前端IO到磁盘。是不是看起来很完美？其实这种方式依然不能在性能和容量之间求得一个很好的平衡（无论RAID 5还是RAID 10还是会牺牲一些容量或性能）