raid10允许坏几块硬盘

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raid10允许坏几块硬盘

2023-03-27 16:11| 来源: 网络整理| 查看: 265

raid10允许坏几块硬盘 2021-12-23 16:30 互联网 次浏览

raid10可以坏几块盘?raid10允许坏几块硬盘?raid10是可以允许损坏多个硬盘的。RAID(独立磁盘冗余阵列)是独立磁盘冗余阵列,简称“磁盘阵列”。事实上,RAID是由多个独立磁盘组成的大型磁盘系统,从而实现了比单个磁盘更好的存储性能和更高的可靠性。

二、什么是RAID?

常见的RAID方案可分为:

RAID0

RAID1

RAID5

RAID6

RAID10

下面我们分别介绍一下。

Raid 0:至少需要两块硬盘,磁盘越多读写速度越快,没有冗余。

Raid 1:只能使用两个硬盘。两块硬盘的数据是镜像(慢写快读),一块磁盘是冗余的。

Raid 5:至少需要3个硬盘,一个磁盘是冗余的。这是最流行的配置方法。具有奇偶校验数据恢复功能的数据存储模式。奇偶校验数据块分布在阵列中的每个硬盘上。

Raid 6:至少需要4个硬盘,2个磁盘冗余,硬盘总数大于等于4个。

Raid 10:至少需要4块硬盘,一半冗余,但硬盘总数必须是大于等于4的偶数(相当于每两块硬盘做一个Raid0,然后每个Raid0做一个Raid 1)。

Raid 50:至少需要6个硬盘。磁盘冗余相当于每3个硬盘做一个Raid5。然后,将每个Raid5合并为Raid0(RAID 5中有硬盘冗余,即使RAID 0坏了也不会破坏)。因此,Raid50中的冗余硬盘数量等于磁盘总数3。

Raid 60:至少需要8个硬盘。

具体如下

RAID0

RAID0是一种非常简单的方式,它将多个磁盘组合在一起,形成大容量存储。当我们想写数据的时候,我们会把数据分成N个副本,以独立的方式实现对N个磁盘的读写,那么这N个副本的数据就会同时写入磁盘,所以执行性能非常高。

raid10,raid

理论上,RAID0的读写性能是单个磁盘的n倍(只是理论上,因为实际上磁盘的寻址时间也是性能的一大部分)。

但是,RAID0的问题在于它不提供数据验证或冗余备份,因此一旦磁盘损坏,数据就会直接丢失,无法恢复。因此,RAID0不能用于高需求业务,但可以用于对可靠性要求低、读写性能要求高的场景。

有没有可以让存储更可靠的解决方案?是的,下面的RAID1是。

RAID1

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如图所示,

RAID1是磁盘阵列中最昂贵的方法之一。因为它的原理是在向磁盘写入数据时,同样的数据会不分青红皂白地分两部分写入磁盘,分别写入工作磁盘和镜像磁盘,那么它在空之间的实际利用率只有50%,两个磁盘合二为一,这是一个昂贵的方案。

其实,RAID1和RAID0正好相反。RA红豆博客ID1写双份的做法,对数据做了冗余备份。这样,如果有任何磁盘损坏,可以基于另一个磁盘恢复数据。数据的可靠性很强,但是性能不太好。

在了解了RAID0和RAID1之后,我们发现这两种方案并不完美。这时出现了性能好、可靠性高的方案——raid 5。

RAID5

这是目前使用最广泛的方法。因为RAID5是一个兼顾存储性能、数据安全和存储成本的方案。

在了解RAID5之前,我们可以先简单了解一下RAID3。虽然很少使用RAID3,但是了解了RAID3之后就很容易理解RAID5的思路了。

RAID3的方式是将数据分成多个副本,按照RAID0的形式同时写入多个磁盘,但会保留另一个磁盘用于写入“奇偶校验码”。例如,如果总共有N个磁盘,其中的N-1个磁盘将用于并发写入数据,第N个磁盘将用于记录校验码数据。一旦磁盘损坏,其他N-1个磁盘可以用来恢复数据。

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但是由于第n个磁盘是校验码磁盘,任何数据写入都会更新这个磁盘,导致这个磁盘读写最频繁,非常容易损坏。

RAID5的方式可以说是对RAID3的改进。

在RAID5模式下,不再需要用单独的磁盘写入校验码。它将校验码信息分发给所有磁盘。例如,如果总共有n个磁盘,那么要写入的数据将被分成n个副本并发写入n个磁盘,并且数据的校验码信息也将被写入这n个磁盘(数据和相应的校验码信息必须分别存储在不同的磁盘上)。一旦磁盘损坏,您可以使用剩余的数据和相应的奇偶校验信息来恢复损坏的数据。

RAID5奇偶校验位算法原理:p = D1 xor D2 xor D3 … xor dn (D1、D2、D3 … dn为数据块,p为校验,xor为异或运算)。

RAID5需要至少三个磁盘,红豆博客,才能设置磁盘阵列,并且最多允许同时损坏一个磁盘。如果两个磁盘同时损坏,数据将无法恢复。

RAID6

为了进一步提高存储的高可用性,聪明人提出了RAID6方案,即使两个磁盘同时损坏,也能保证数据的恢复。

为什么RAID6这么牛逼?因为RAID6是在RAID5的基础上再次改进,所以在红豆博客中引入了双重检查的概念。

RAID6不仅每个磁盘上有同级别数据的XOR校验区,每个数据块也有XOR校验区,相当于每个数据块有两种校验保护措施,因此数据的冗余度更高。

然而,这种设计的RAID6也带来了很高的复杂性。虽然数据冗余性好,读取效率高,但数据写入性能差。因此,在实际环境中很少使用RAID6。

RAID10

RAID10实际上是RAID1和RAID0的组合。

我们可以通过看图片来理解:

raid10,raid

RAID10结合了RAID1和RAID0的优点。首先,基于RAID1模式,将磁盘分为两部分。当要写入数据时,所有的数据同时写入两个磁盘,相当于写入了两份数据,起到了数据保障的作用。并且在每个磁盘上,基于RAID0技术,将数据分为N个并发读写,也保证了数据效率。

但是可以看到,RAID10模式有一半的磁盘空用来存储冗余数据,浪费很大,所以用得不多。

从整体上比较一下RAID0、RAID1、RAID5、RAID6和RAID10的特点:

下面简单介绍更多类型的比较和原理!

热备盘

磁盘阵列术语词汇表阵列:阵列。

磁盘阵列模式将几个磁盘的存储空集成在一起,形成一个大的单个连续存储空。NetRAID控制器可以通过使用其SCSI通道将多个磁盘组合成一个磁盘阵列。简而言之,阵列是由多个并行工作的磁盘组成的磁盘系统。请注意,作为热备盘的磁盘不能添加到阵列中。

阵列跨越:阵列跨越。

阵列扩展是将存储空重新集成到2、3或4个磁盘阵列中,以形成具有单个连续存储空的逻辑驱动器的过程。NetRAID控制器可以跨越几个连续的阵列,但是每个阵列必须由相同数量的磁盘组成,并且这些阵列必须具有相同的RAID级别。也就是说,穿越阵列就是重新组装几个已经形成的阵列。RAID 1、RAID 3和RAID 5交叉阵列后分别形成RAID 10、RAID 30和RAID 50。

策略:缓存策略。

网络RAID控制器有两种缓存策略,即缓存输入/输出和直接输入/输出..I/O总是采用读写策略,在读取时,I/O往往会随意缓存。当读取新数据时,输入/输出总是使用直接从磁盘读取的方法。如果重复读取数据单元,将选择适度的读取策略,并缓存读取的数据。只有当读取的数据被重复访问时,数据才会进入缓存,而在完全随机读取状态下,没有数据会进入缓存。

格式:格式。

在物理驱动器(硬盘)所有数据区写零的操作过程中,格式化是一个纯粹的物理操作,同时还要检查硬盘介质的一致性,标记不可读和坏扇区。由于大多数硬盘都是在工厂格式化的,因此只需要在硬盘介质出现错误时才需要格式化。

热备盘:热备盘。

当正在使用的磁盘出现故障时,空空闲、通电和备用磁盘将立即替换故障磁盘。这种方法是热备用。热备盘上没有存储用户数据,最多可以有8个磁盘用作热备盘。热备盘可以属于单个冗余阵列,也可以是整个阵列的热备盘池的一部分。但是,在特定阵列中,只能有一个热备盘。

当磁盘出现故障时,控制器的固件可以自动用热备盘替换故障磁盘,并通过算法将原本存储在故障磁盘上的数据重建到热备盘上。只能从冗余逻辑驱动器(RAID 0除外)重建数据,并且热备盘必须具有足够的容量。系统管理员可以更换故障磁盘,并将更换的磁盘指定为新的热备盘。

热插拔磁盘模块:热插拔磁盘模式(热插拔)。

热插拔模式允许系统管理员在不关闭服务器电源和暂停网络服务的情况下更换故障磁盘驱动器。由于所有电源和电缆连接都集成在服务器背板上,热插拔模式可以直接将磁盘从驱动器盒的插槽中拉出,操作非常简单。然后将替换的热插拔磁盘插入插槽。热插拔技术只能在RAID 1、3、5、10、30和50配置中工作。

初始化:初始化。

在逻辑驱动器的数据区写零并产生相应的奇偶校验位,使逻辑驱动器处于就绪状态的过程。初始化将删除以前的数据并生成奇偶校验,因此在此过程中将检查逻辑驱动器的一致性。无法使用未初始化的数组,因为奇偶校验区域尚未生成,数组将产生一致性检测错误。

IOP(输入/输出处理器):输入/输出处理器。

I/O处理器是NetRAID控制器的指挥中心,它实现了包括命令处理、PCI和SCSI总线的数据传输、RAID处理、磁盘驱动器重建、缓存管理和错误恢复等功能。

逻辑驱动器:逻辑驱动器。

阵列中可以占用多个物理磁盘的虚拟驱动器。逻辑驱动器将阵列中或跨阵列的磁盘划分为连续存储空,这些存储空分布在阵列中的所有磁盘上。NetRAID控制器最多可以设置8个不同容量的逻辑驱动器,每个阵列中至少应设置一个逻辑驱动器。输入/输出操作只能在逻辑驱动器在线时运行。

逻辑卷:逻辑卷。

由逻辑磁盘组成的虚拟磁盘也可以称为磁盘分区。

镜像:镜像。

一种冗余,其中一个磁盘上的数据的相同副本存在于另一个磁盘上,即镜像。RAID 1和RAID 10使用镜像。奇偶校验:奇偶校验位。

在数据存储和传输中,在字节上增加一个额外的位来检查错误。它通常由两个或多个原始数据生成一个冗余数据,而冗余数据可以由一个原始数据重构。但是,奇偶校验数据不是原始数据的完整副本。

在RAID中,这种方法可以应用于阵列中的所有磁盘驱动器。奇偶校验位还可以形成特殊的奇偶校验,其中奇偶校验数据可以分布在系统中的所有磁盘上。如果一个磁盘出现故障,可以从其他磁盘上的数据和奇偶校验数据中重建故障磁盘上的数据。

断电保护:断电保护。

当该项设置为可用时,所有数据将在重建(非重建)期间保留在磁盘上,并且在重建完成之前不会被删除。这样,如果在重建过程中出现断电,就不会出现数据丢失的危险情况。

就绪状态:就绪状态。

就绪状态是一个可用的硬盘,既不在线也不是热备盘,可以添加到任何阵列或指定为热备盘。重建:重建。

在RAID 1、3、5、10、30或50阵列中,将故障磁盘上的所有数据重新生成到替换磁盘的过程。在磁盘重建期间,逻辑驱动器通常不会中断对其数据的访问请求。

SCSI磁盘状态:SCSI磁盘状态。

SCSI磁盘(物理驱动器)可以有以下五种状态:就绪、未配置的通电可操作磁盘;在线上,配置开机可操作磁盘;热备盘(Hot Spare),当磁盘出现故障时,可以使用通电的备用磁盘;失败,磁盘因错误或用户使用NetRAID控制器的程序使驱动器脱机而失败的状态;重建时,磁盘正在从一个或多个关键逻辑驱动器中恢复数据。

条带大小:条带容量。

每个磁盘上连续写入的数据总量,也称为“条带深度”。您可以将每个逻辑驱动器的条带容量指定为2KB、4KB、8KB到128KB。为了获得更高的性能,条带的容量应该等于或小于操作系统的集群大小。大容量条带将产生更高的读取性能,尤其是在读取连续数据时。读取随机数据时,最好将条带的容量设置得更小。如果指定128KB的条带,则需要8MB的内存。

分条:分条。

条带化是一种将连续数据划分为相同大小的数据块并将每个数据段写入阵列中不同磁盘的方法。这项技术非常有用。它比单个磁盘提供的读写速度快得多。当数据从第一盘传输时,第二盘可以确定下一个数据。数据条带化被广泛应用于一些现代数据库和一些RAID硬件设备中。

写策略:写策略。

当处理器将数据写入磁盘时,数据首先被写入缓存,并且认为处理器有可能立即再次读取它。网络RAID有两种写入策略,如下所示:

回写,其中数据仅在从缓存中清除时写入磁盘。随着主内存读取的数据增加,回写需要开始将数据从缓存写入磁盘,并将更新后的数据写入缓存。由于一个数据可能会多次写入缓存,而不需要访问磁盘,因此回写的效率非常高。

直写,在完全写入状态下,当数据输入缓存时,也会写入磁盘。因为数据已经复制到磁盘,所以要替换的数据可以直接在缓存中更改,所以完全写入比写回简单得多。

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