微星z59開啟磁盤陣列 磁盤陣列怎么做
對于很多磁盤陣列,我不知道它是什么 。有時(shí)候聽人說硬件就是Raid 。這是什么突襲?它和磁盤陣列是一回事嗎?有些不了解的朋友可能會問,常用的磁盤陣列有哪些種類?為了給大家說清楚,我從磁盤陣列的工作原理給大家詳細(xì)了解一下磁盤陣列 。
一.什么是JBOD?
假設(shè)我們有多個磁盤 。如果我不設(shè)置磁盤陣列,磁盤就與磁盤無關(guān) 。如果我們把文件放到A盤,和B盤無關(guān),同樣,如果我們把文件放到B盤,和A盤無關(guān),兩個盤是完全獨(dú)立的 。這種沒有任何聯(lián)系的傳統(tǒng)磁盤關(guān)系只是一堆磁盤(簡稱JBOD結(jié)構(gòu)) 。這種結(jié)構(gòu)有很大的缺點(diǎn) 。當(dāng)我們從磁盤A檢索數(shù)據(jù)時(shí),只有磁盤A在工作,磁盤B在空之間,而當(dāng)我們從磁盤B檢索數(shù)據(jù)時(shí),只有磁盤B在工作,磁盤A空空閑 。除非我們同時(shí)得到兩個磁盤的數(shù)據(jù),否則總有一個磁盤是空空閑的,無形中浪費(fèi)了一部分磁盤性能,所以為了讓多個磁盤協(xié)同工作,充分發(fā)揮其性能,就有了磁盤陣列 。
二、什么是磁盤陣列?
陣列在計(jì)算機(jī)中通常被稱為Raid 。在我們?yōu)槎鄠€磁盤設(shè)置了Raid之后,我們在電腦中只會看到一個Raid陣列磁盤,而看不到它的子磁盤 。我們會像普通磁盤一樣使用這個由多個磁盤組組成的Raid磁盤,深圳生活網(wǎng) 。Raid有許多級別 。目前業(yè)內(nèi)公認(rèn)的Raid級別是0-7 。不同Raid級別之間沒有優(yōu)劣之分 。它們只是函數(shù)不同的數(shù)組 。我們只需要在實(shí)際使用的時(shí)候,根據(jù)不同的情況,不同的需求,靈活的決定使用哪一級的Raid就可以了 。在這里,我們將解釋不同級別Raid之間的區(qū)別、工作原理和優(yōu)缺點(diǎn) 。
第三,有多少個磁盤陣列?
(1) Raid0:
其工作原理類似于雙通道內(nèi)存,至少需要兩個磁盤 。工作原理是把一個完整的數(shù)據(jù)拆分成兩個磁盤,然后寫的時(shí)候同時(shí)寫到兩個磁盤上,讀的時(shí)候同時(shí)讀到兩個磁盤上,和雙通道內(nèi)存一樣,帶寬速度翻倍的效果也比那個強(qiáng),因?yàn)槲矣卸嗌賯€磁盤就能讓性能翻倍,不像IMC在內(nèi)存上的限制,我甚至可以把南橋芯片的帶寬跑到上限 。但是這里的翻倍速度只是連續(xù)讀寫的速度,Raid并不能提高隨機(jī)讀寫性能,因?yàn)殡S機(jī)讀寫主要考驗(yàn)的是硬盤的尋道和尋址能力,所以我們設(shè)置了Raid依然改變不了硬盤隨機(jī)讀寫性能低的問題 。硬盤還是需要大量的時(shí)間去尋道和尋址,所以組Raid的隨機(jī)讀寫性能的提升相對于單個磁盤來說是弱的,也可能是某個磁盤拖后腿導(dǎo)致了木桶短板效應(yīng),以至于組Raid0之后,隨機(jī)讀寫性能實(shí)際上是弱于單個磁盤的 。Raid0是所有陣列中最快的,也是最不安全的 。因?yàn)槲覀兊臄?shù)據(jù)被拆分成了幾個磁盤,比如我們設(shè)置Raid0有六個磁盤,數(shù)據(jù)會被拆分成六個磁盤,分散在六個磁盤中 。萬一其中一個磁盤出現(xiàn)故障,只有另外五個磁盤的數(shù)據(jù)無法正常讀取,導(dǎo)致整個數(shù)據(jù)報(bào)廢 。可見Raid0的優(yōu)缺點(diǎn)是極端的 。添加的磁盤越多,速度越快,相同的磁盤越多,數(shù)據(jù)越危險(xiǎn) 。
(2) Raid1:
也叫鏡像,也需要至少兩個磁盤才能實(shí)現(xiàn) 。它的工作原理是將一份完整的數(shù)據(jù)拷貝到其他磁盤 。假設(shè)我們把兩個磁盤放到Raid1中,在這個Raid1中存儲數(shù)據(jù)時(shí),兩個磁盤內(nèi)部會存儲完全相同的數(shù)據(jù),所以Raid1就是我們通常所說的自動備份 。當(dāng)然我們可以手動拷貝手動備份,但是手動操作需要時(shí)間,而且我們設(shè)置Raid1后,可以實(shí)現(xiàn)全自動實(shí)時(shí)備份,而且我們設(shè)置Raid1后,在系統(tǒng)中只會看到一個磁盤 。這種陣列和Raid0一樣,也是一種極端,是所有陣列中最安全的,但是對應(yīng)的空利用率和速度是最低的 。因?yàn)椋绻麅蓚€磁盤組成Raid1,我們在系統(tǒng)中只能看到一個有容量的磁盤,同樣的速度是一個磁盤的速度 。
(3) Raid2:
使用漢明碼驗(yàn)證的數(shù)組,主要目的是增加基于Raid0的數(shù)據(jù)糾錯能力 。注意這里是糾錯,不是容災(zāi) 。Raid2數(shù)據(jù)的2次方n次方為mcrc,例如1、2、4、8、16、32位為糾錯的校驗(yàn)碼,其他位置為原始數(shù)據(jù) 。假設(shè)我們有一個四位數(shù)的編碼數(shù)據(jù)要存儲,那么我們需要七個磁盤,其中1、2、4存儲校驗(yàn)碼,只有3、5、6、7存儲數(shù)據(jù) 。如果有一個八位編碼數(shù)據(jù)需要存儲,那么1、2、4、8是校驗(yàn)碼,3、5、6、7、9、10、11、12是數(shù)據(jù)存儲 。因此,我們發(fā)現(xiàn)Raid2中編碼數(shù)據(jù)的位數(shù)越少,磁盤利用率越低 。因?yàn)閷憯?shù)據(jù)可以一次寫入多個磁盤,所以它具有與Raid0相似的并發(fā)性能 。但是因?yàn)樾r?yàn)碼寫的時(shí)候需要計(jì)算,讀的時(shí)候需要讀取糾錯,所以它的性能開銷其實(shí)比較大,所以很少有人用Raid2 。
(4) Raid3:
它的實(shí)現(xiàn)至少需要三個磁盤 。既然Raid0是不安全的,只要其中一個磁盤壞了,所有數(shù)據(jù)都報(bào)廢,我們就盡量讓它有一定的容災(zāi)能力 。假設(shè)我用三個磁盤來設(shè)置Raid0,然后我們再加一個磁盤作為第四個磁盤,存儲前三個磁盤的恢復(fù)碼 。當(dāng)前三個磁盤中的任何一個出現(xiàn)故障時(shí),我們可以通過在剩余兩個磁盤的數(shù)據(jù)上添加恢復(fù)碼來恢復(fù)丟失磁盤的數(shù)據(jù),如果恢復(fù)碼的磁盤損壞,也不會影響前三個磁盤 。所以相對于Raid0,Raid3的容災(zāi)能力從0提升到了1 。因?yàn)榍懊嫒齻€磁盤和Raid0一樣,只是多了一個帶校驗(yàn)碼的磁盤,而且和Raid2漢明碼不同,恢復(fù)碼的性能還是消耗少,所以Raid3的性能和Raid0非常接近 。
(5) Raid4:
和Raid3類似,也是在Raid0的基礎(chǔ)上增加了恢復(fù)碼盤 。假設(shè)Raid3和Raid4是三個數(shù)據(jù)盤和一個恢復(fù)盤,我有一個文件分為三組,這三組數(shù)據(jù)需要分別存儲在磁盤中 。Raid3是第一組拆分加上第一組恢復(fù)碼,并寫入;第二組拆分后,添加第二組恢復(fù)碼并寫入;第三組拆分后,添加第三組恢復(fù)碼并寫入 。對于Raid4,直接準(zhǔn)備1、2、3組,然后整體為1、2、3組數(shù)據(jù)準(zhǔn)備一個恢復(fù)碼,再寫入三組數(shù)據(jù)和整體恢復(fù)碼 。它們的區(qū)別在于,Raid3將一個數(shù)據(jù)塊拆分,單獨(dú)存儲,對于這個拆分的部分也計(jì)算校驗(yàn)碼 。而Raid4是直接分塊存儲的,校驗(yàn)碼是分幾個塊計(jì)算的,容災(zāi)也是一個磁盤 。
(6) Raid5:
因?yàn)镽aid4也有自己的問題,所以三個磁盤對應(yīng)一個恢復(fù)磁盤 。如果我增加到五個磁盤,那就只是一個恢復(fù)磁盤,如果增加到十個磁盤,那也是一個恢復(fù)磁盤 。無論有多少個磁盤,它都只有一個恢復(fù)磁盤 。當(dāng)我們有很多數(shù)據(jù)盤但是只有一個恢復(fù)盤的時(shí)候,這個恢復(fù)盤的性能可能會制約整個陣列的性能,要等到恢復(fù)盤的恢復(fù)數(shù)據(jù)塊都寫完了才能進(jìn)行下一步的寫操作,所以我們直接把原來存儲在恢復(fù)盤中的恢復(fù)碼拆分出來,每個盤單獨(dú)存儲一部分恢復(fù)碼,這樣深圳生活網(wǎng)的恢復(fù)碼寫操作就由四個盤一起拆分完成 。假設(shè)磁盤3讀取失敗,數(shù)據(jù)B完整,B1,B2,B3都在,不需要恢復(fù) 。A1 A2 Ap可以收復(fù)A3,C1 C3 Cp可以收復(fù)C2,D1 D3 Dp可以收復(fù)D2 。所以Raid5一方面可以達(dá)到和Raid0差不多的性能,也增加了一個磁盤的容災(zāi)能力,也解決了Raid4恢復(fù)碼磁盤的瓶頸 。Raid5是目前民用最廣泛的磁盤陣列,常見于各種私有NAS服務(wù)器中 。
(7) Raid6:
Raid3、Radi4和Radi5只能容忍一個磁盤出現(xiàn)故障,否則不安全 。如果運(yùn)氣好的話,兩個磁盤同時(shí)損壞 。為了解決這個問題,有了Raid6 。與Raid5相比,Raid6的恢復(fù)碼從組1變?yōu)榻M2 。這時(shí)候如果兩個磁盤壞了,我們的數(shù)據(jù)在深圳生活網(wǎng)還是可以恢復(fù)的,這就讓Raid6具備了兩個磁盤的容災(zāi)能力 。
(8) Raid7:
這是一個全新的Raid,比其他Raid更先進(jìn) 。它有自己的智能實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)和存儲管理軟件工具,可以獨(dú)立于主機(jī)運(yùn)行,不占用系統(tǒng)資源 。從理論上講,Raid7是性能最高、最安全的Raid架構(gòu),其構(gòu)建方式與Raid0-Raid6有很大不同 。Raid7同步讀寫所有磁盤,可以單獨(dú)控制每個磁盤,提高了系統(tǒng)的并行性,使系統(tǒng)訪問數(shù)據(jù)更快 。因?yàn)槊總€磁盤都有一個緩存,如果系統(tǒng)斷電,這個緩存中的數(shù)據(jù)就會丟失,所以必須配備UPS協(xié)同工作 。因?yàn)閮r(jià)格高,Raid7用戶不多 。
Raid10:
基本上,我們能接觸到的大多數(shù)基本Raid是 。Raid除了基本的單一存在之外,還可以以嵌套的方式存在 。比如我們先用兩個磁盤組成Raid1,再用另外兩個磁盤組成一個Raid1,最后用這兩個Raid1組成一個Raid0,就是Raid10 。
(10) Raid50:
我們也可以用9個磁盤,每3個磁盤構(gòu)成一個Raid5,然后這3個Raid5構(gòu)成一個Raid0,就是Raid50 。
四.摘要
從簡單的使用率來看,Raid0、Raid1、Raid5、Raid6、Raid10、Raid50使用較多,其余使用較少 。但是,不代表用的少就不好 。無論使用哪種Raid,如何嵌套組合,不同的Raid各有利弊 。沒必要爭論誰好誰壞 。如果需要搭建磁盤陣列,要根據(jù)自己的需求靈活兼顧安全性和速度 。在提升性能的同時(shí),不要因?yàn)槿轂?zāi)能力低而丟失數(shù)據(jù) 。
【微星z59開啟磁盤陣列 磁盤陣列怎么做】
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