存储RAID技术详解

RAID（Redundant Array of Independent Disks）：独立硬盘冗余阵列

RAID和备份的区别：RAID只能解决物理硬盘的问题，它不能解决逻辑错误（例如，人为删除数据，或是删除文件，或是故意删除的），备份不仅可以解决物理硬盘的问题，同时也能解决逻辑错误问题

RAID0 ：为了解决硬盘跟不上CPU和内存的性能问题才出现的，所以是分条RAID

在磁盘中的（0，1，2）组成分条1，（3，4，5）组成分条2，raid0是从分条0开始写，写完一个分条，才会依次往下写

利用率：100%（n表示组成RAID0的磁盘数量，在存储里面n>=2，在服务器里面n>=1，在操作系统中所有盘必须做成RAID，否则无法识别到），冗余盘数：n-1

优点：性能快，相同类型的磁盘前提下，容量不同的磁盘可以组成一个RAID，无数据保护

缺点：没有数据保护功能，任何一个物理盘故障，整个RAID组失效，数据全丢失，性能不同的硬盘不能组成一个RAID，大盘只能当小盘用，会有一部分空间浪费

例如：一个酒店

分条：整个酒店每层楼的101房间组成一个分条。磁盘阵列中，所有磁盘上相同位置的条带的集合组成一个分条

条带：整个酒店的每个房间为一个条带。RAID的最小存储单位，它可以是一个扇区，也可以是多个连续的扇区

RAID1 ：镜像RAID，存两份数据，一份用于备份，若用4块磁盘做raid1，同时存4份数据

利用率：1/n（n表示组成RAID0的磁盘数量，n必须为2的倍数，建议用2块盘做RAID1，因为利用率太低了，节约存储空间降低成本，注意：一般操作系统都会做成RAID1），冗余盘数：n-1

优点：有数据保护

缺点：利用率太低

注意：华为的存储做RAID1，n只能是2的倍数。其他厂商的存储，n可以为任意值

RAID组的状态：

1、降级：RAID中的坏盘数量

RAID3：异或运算XOR（⊕）的分条RAID

相同为假（0），相异为真（1）

1⊕1=0，0⊕0=0，1⊕0=1，0⊕1=1

工作原理：存放在磁盘中的数据是以二进制数0001类似的这种存放，3块数据盘，一块校验盘，通过异或算法，算出校验盘存放的数据，若有一块数据盘坏了，此时如果换上一块新盘，通过校验盘和另外两块数据盘可以通过异或算法算出坏盘的数据

注意：RAID3中，每个数据盘中的每个条带进行数据擦除的时候，校验盘都会进行数据擦除，若是3块数据盘，1块校验盘，校验盘需要承担3块盘的数据擦除压力，所以校验盘容易坏

利用率：（n-1）/n，并且n>=3

优点：对于连续的数据，在坏了一块盘的前提下，校验盘和其他盘都正常工作，坏盘不存数据，重新插入新盘是可以算出坏盘中为存放的数据

缺点：校验盘会成为RAID组的瓶颈，校验盘寿命短，容易坏，经常处于重构状态（坏盘的数据需要被其他的盘算出来，这个过程就比较慢了，这时候就会影响性能，通俗来讲，重新算数据的过程叫做重构）

RAID5：分布式奇偶校验条带化

利用率：（n-1）/n ，并且n>=3

工作原理：每一块盘都充当校验盘，从而分担校验数据的压力

缺点：只能坏一块盘，回退到降级状态，若坏了两块盘以上，找回数据，会丢失部分数据，很大可能找不回来

优点：在RAID3的基础上解决了不公平的问题（所谓的不公平就是校验盘需要干的活太多），当写入数据的时候，每块盘轮流充当校验盘，

RAID6：两种校验值

P+Q校验值：华为的RAID6，类似与双校验的RAID5

DP校验值：其他厂商，类似于两块检验的RAID3

DP的工作原理

RAID10：RAID1（解决性能问题，但是没有解决冗余问题）+RAID0（解决冗余问题，但是没有解决性能问题）

利用率：50%

缺点：最低需要4块盘，可以坏两块盘，但是同一个RAID1的盘不能同时坏两块，否则数据也会丢失。

优点：结合了RAID1和RAID0的优点，提高了安全性的同时提高了性能

业务场景：RAID0，RAID1，RAID5，RAID10用的比较多

需要理解的是以下两种场景：

1、随便写：数据库业务，对表和数据需要update，delete，随便读写操作，一般情况都是发生小的IO（input/output）请求，这种用RAID5

2、顺序写：备份（连续的过程），视频监控（连续的过程），保存到磁盘上的数据，连续的，并且是大的IO请求，这种用RAID10

RAID2.0技术