DIY存储服务器技术篇——硬盘RAID选用(3)

　　RAID 1

　　RAID 1称为磁盘镜像：把一个磁盘的数据镜像到另一个磁盘上，在不影响性能情况下最大限度的保证系统的可靠性、可修复性，具有很高的数据冗余能力，但磁盘利用率为50%，成本高，多用在保存关键性重要数据的场合。但是在RAID中，它同样是占用了一些CPU时间，把写往主盘的数据同步地写到镜像盘。它的工作方式如图2所示。

 
图2 RAID 1工作原理图示

　　上图中，写在磁盘1和磁盘2上的数据是完全一样的，如写在磁盘1上的数据1、2、3，也同样写在磁盘2上，对外只显示一个带有数据1、2、3的磁盘。

　　RAID 1有以下特点：

　　RAID 1的每一个磁盘都具有一个对应的镜像盘，任何时候数据都同步镜像，系统可以从一组镜像盘中的任何一个磁盘读取数据。

　　磁盘所能使用的空间只有磁盘容量总和的一半，系统成本高。

　　只要系统中任何一对镜像盘中至少有一块磁盘可以使用，甚至可以在一半数量的磁盘出现问题时系统都可以正常运行。

　　出现磁盘故障之后RAID系统不再可靠，因为只有一个磁盘正常运作，应当及时的更换损坏的磁盘，否则剩余的镜像磁盘时间长了也可能出现问题，那么整个系统就会崩溃。

　　更换新盘后原有数据会需要很长时间同步镜像，外界对数据的访问不会受到影响，只是这时整个系统的性能有所下降。

　　RAID 1磁盘控制器的负载相当大，用多个磁盘控制器可以提高数据的安全性和可用性。

　　RAID1磁盘的写速度可能下降1/4左右，读取速度比单盘可能提高1/4 左右，因为RAID1读取时，系统会同时从两个盘上搜索，把先读取到的数据传输回来。

　　RAID 1+0(也被称为RAID 10)

　　虽然RAID 1也可以获得少许的性能提升，但是相对RAID 0来说恐怕是微不足道了。因此，在性能和安全兼顾的情况下，就出现了RAID 1+0。RAID 1+0至少使用4个磁盘，这样，RAID 1+0在理论上同时保证了RAID 0的性能和RAID 1的安全性，代价是比RAID 0或1再多一倍的磁盘数量。其工作原理如图3所示。RAID 10是建立在RAID 0和RAID 1基础上的，具体的组合结构看图：

 
　　图3 RAID 1+0工作原理图示

　　从中可以看出，RAID 1在这里就是一个冗余的备份阵列，而RAID 0则负责数据的读写阵列。其实，图3只是一种RAID 10方式，更多的情况是从主通路分出两路(以4个磁盘时为例)，做Striping操作，即把数据分割，而这分出来的每一路则再分两路，做Mirroring操作，即互做镜像。这就是RAID 10名字的来历(也因此被很多人称为RAID 0+1)。

　　由于利用了RAID 0较高的读写效率和RAID 1较高的数据保护、恢复能力，使RAID 10成为了一种性价比较高的等级，目前几乎所有的RAID控制卡都支持这一等级。但是，RAID 10对存储容量的利用率和RAID 1一样低，只有50%，读写速度增加是单盘的一倍。下面就让我们总结一下它的特点：

　　拥有RAID 1 数据保护及容错能力，具有RAID 0比较高的I/O带宽，容错处理的系统和单独的镜像基本上一样。对在RAID 1基础上提高性能，RAID10 它就是完美的解决方案。适用于数据库服务器等需要高性能、高容错而对容量要求不大的场合上。

　　由于存储容量的利用率较低，成本昂贵造成非常有限的扩展性。并且所有磁盘必须并行存取，工作使用磁轨的持续性能被减弱。

　　RAID 5

　　RAID 5 是一种存储性能、数据安全和存储成本兼顾的方案，它使用的是Disk Striping(硬盘分割)技术，RAID 5不是利用镜像而是利用分散奇偶校验冗余数据。RAID 5可以理解为是RAID 0和RAID 1的折衷方案，RAID 5可以为系统提供数据安全保障，但保障程度要比Mirror(镜像)低而磁盘空间利用率要比Mirror高。

　　如上图所示，四个硬盘组成的RAID 5采用数据分块并行传送的方法，但是它在数据分块之后需计算它们的奇偶校验和。数据存储方式为: P4为磁盘1的数据0，数据3和数据6的奇偶校验信息，其它以此类推;P3为磁盘2的数据1，数据4和数据9的奇偶校验信息;P2为磁盘3的数据2，数据7和数据10的奇偶校验信息;P1为磁盘4的数据5，数据8和数据11的奇偶校验信息。由图中可以看出，RAID 5不对存储的数据进行备份，而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。