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图解磁盘阵列原理,元谷存储巴士专注数据存储安全

新闻  2021-11-22

磁盘阵列技术在实际应用中解决了硬盘的容量、性能、安全性三个重要问题,不同阵列模式,所获得的三种组合效果不同。每一种模式都有它侧重点,因此优缺点并存。

 

下面详细解读每个模式的优缺点:

 

Non-RAID 即不是磁盘阵列,每个硬盘独立工作。系统识别为四个独立的磁盘信息,实际容量即是所有硬盘物理容量的总和。系统对硬盘的访问,也是按物理位置读取,实际读写性能即是单个硬盘的性能,数据安全性并没有提升。一旦磁盘损坏,数据将无法自动恢复,丢失数据的风险较大。

 

RAID0合成模式,将2个或更多的硬盘组合成一个大容量的逻辑磁盘组。系统识别为一个总的逻辑磁盘,实际容量即是所有硬盘的物理容量的总和。RAID0原理是将一个数据块同步分散到 N个磁盘上存储,理论上可获得N倍于单盘的读写性能。由于数据块是分布存储在各个硬盘中,所以安全性能较低,一旦某一块磁盘损坏,数据将无法自动恢复,丢失数据的风险很大。


 

RAID1镜像模式,将2个硬盘组合成一个逻辑磁盘组,其一个为数据盘,另一个为镜像盘。系统识别为一个总的逻辑磁盘,实际容量即为所有硬盘物理总容量的1/2。RIAD1的原理是每一个数据块一式两份分别存储在数据盘和镜像盘,因此安全性较高。若某一个磁盘损坏,仍可以通过另一个镜像盘来读出数据,不影响正常工作。当损坏磁盘替换后,可以通过镜像的数据来恢复,对于数据丢失的风险较小。


 

RAID10镜像合成模式,将4颗或更多偶数个硬盘先按RAID1模式均分为两组,每组内中的磁盘又组成RAID0模式,这样两组磁盘的数据互为镜像,可以理解为RAID1+0结合的模式。系统识别为一个总的逻辑磁盘,所以实际容量为所有硬盘物理总容量的1/2。RAID10同样是通过牺牲硬盘容量方式来获得安全性能的提升,若RAID1分组内的某一个磁盘损坏了,仍可以通另一组中的镜像盘来读取数据,整个逻辑磁盘仍能正常工作。当损坏磁盘替换后,可以通过镜像的数据来恢复,对于数据丢失的风险较小。


 

RAID5分布式校验模式,将3个及更多个数的硬盘组合成一个大容量的逻辑磁盘组。系统识别为一个总的逻辑磁盘。RAID5的原理是将数据块和相应产生奇偶校验信息分布式的存储到各个磁盘上,并且数据和奇偶校验信息分别存储于不同的磁盘上。其中任意N-1块磁盘上都存储完整的数据,以及相当于一块磁盘容量的空间用于存储奇偶校验信息,所以实际容量为N-1个硬盘的物理总容量。若磁盘组内某一个硬盘损坏时,不会影响数据的完整性,整个逻辑磁盘仍能正常工作。当损坏磁盘替换后,可以通过剩下的数据和奇偶校验信息去恢复损坏盘的数据。RAID5模式综合读写性能和安全性较高,支持数据恢复,所以数据丢失的风险较小。