raid5 硬盘容量不一样 RAID0的读性能和写性能的区别及解决方法

RAID0

定义：

RAID 0也称为条带化或条带化，它代表所有RAID级别中最高的存储性能。 RAID 0改善存储性能的原理是将连续的数据分散到多个磁盘上进行访问，以便系统中的数据请求可以由多个磁盘并行执行，并且每个磁盘执行自己的数据请求部分。对数据的这种并行操作可以充分利用总线的带宽，并显着提高整体磁盘访问性能。

工作原理：

将系统发送到由三个磁盘组成的逻辑硬盘（RAID0磁盘组）的I / O数据请求转换为3个操作，每个操作对应于一个物理硬盘。通过建立RAID 0，原始顺序数据请求将分发到所有三个硬盘以同时执行。从理论上讲，三个硬盘的并行操作可将磁盘的读写速度同时提高3倍。但是，由于总线带宽等各种因素的影响，实际的增长率肯定会低于理论值。但是，与串行传输大量数据相比，提速效果明显。

优点和缺点：

读写性能是所有RAID级别中最高的。

RAID 0的缺点是它不提供数据冗余，因此一旦用户数据损坏，损坏的数据将无法恢复。当RAID0运行时，只要任何一个硬盘出现问题，整个数据就会失败。通常不建议企业用户单独使用它。

摘要：

磁盘空间使用率：100％，因此成本最低。

读取性能：N *个单磁盘读取性能

写入性能：N *个单磁盘写入性能

冗余：无，任何磁盘损坏都将导致无法使用的数据。

RAID1

定义：

RAID 1通过磁盘数据镜像实现数据冗余，并在一对独立的磁盘上生成相互备份的数据。当原始数据繁忙时，可以直接从镜像副本读取数据，因此RAID 1可以提高读取性能。 RAID 1在磁盘阵列中的单位成本最高，但是它提供了高数据安全性和可用性。当磁盘发生故障时，系统可以自动切换为在镜像磁盘上进行读写操作，而无需重新组织发生故障的数据。

工作原理：

RAID1是由两个硬盘组成的RAID磁盘阵列，其容量仅等于一个硬盘的容量，因为另一个硬盘仅用作数据“镜像”。 RAID1磁盘阵列显然是最可靠的阵列类型，因为它始终保持完整的数据备份。它的性能自然不如RAID0磁盘阵列，但是它的数据读取确实比单个硬盘快，因为将从两个硬盘中更快的一个读取数据。 RAID1磁盘阵列的写入速度通常较慢，因为必须将数据写入两个硬盘并进行比较。 RAID1磁盘阵列通常支持“热插拔”，这意味着可以在系统运行时执行阵列中硬盘的移除或更换操作，而不会中断退出系统的操作。 RAID1磁盘阵列非常安全，但是它也是一种更昂贵的RAID磁盘阵列解决方案，因为两个硬盘只能提供一个硬盘的容量。 RAID1磁盘阵列主要用于数据安全性较高且损坏的数据可以快速恢复的场合。

在此应注意，只能在一个磁盘上执行读取，而不能执行并行读取。性能取决于较快的硬盘之一。写入通常比单个磁盘慢。尽管它是并行写入的，也就是说，同时写入两个磁盘，但是由于比较了两个硬盘中的数据，因此性能比单个磁盘要慢。

优点和缺点：

RAID1通过硬盘数据镜像实现数据冗余，保护数据安全性，并在两个磁盘上生成相互备份的数据。当原始数据繁忙时，可以直接从镜像备份中读取数据，因此RAID1可以提供读取性能。

RAID1是单位成本最高的硬盘，但它提供了很高的数据安全性和可用性。硬盘发生故障时，系统可以自动切换到镜像硬盘进行读写操作，无需重新组织发生故障的数据。

摘要：

磁盘空间使用率：50％，因此成本最高。

读取性能：只能在一个磁盘上读取，具体取决于磁盘中速度较快的磁盘

写入性能：必须同时写入两个磁盘。尽管它是并行编写的，但是由于比较，单个磁盘的性能很慢。

冗余：只要可以使用系统中任何一对镜像磁盘中的一个磁盘，那么当一半的硬盘出现问题时，系统甚至可以正常运行。

RAID 5

定义：

RAID 5是RAID 0和RAID 1之间的折衷方案。RAID 5的数据读取速度类似于RAID 0，但是具有更多的奇偶校验信息，因此写入数据的速度比写入单个磁盘的速度稍慢。同时，由于多个数据对应一个奇偶校验信息，因此RAID 5的磁盘空间利用率高于RAID 1的磁盘空间利用率，并且存储成本相对较低。这是目前使用最多的解决方案。

工作原理：

RAID5在组成RAID5的每个磁盘上存储数据和相应的奇偶校验信息，并且奇偶校验信息和相应的数据存储在不同的磁盘上，其中任何N-1磁盘都存储完整数据，这意味着存在等于磁盘存储奇偶校验信息的容量。因此，当RAID5磁盘损坏时，不会影响数据的完整性，从而确保数据安全性。更换损坏的磁盘后，RAID将自动使用剩余的奇偶校验信息来重建磁盘上的数据，以保持RAID5的高可靠性。

raid 5阵列中所有磁盘的容量必须相同。当容量不同时，以最小容量为准。最好具有与硬盘相同的旋转速度，否则会影响性能，并且可用空间=磁盘数量n-1，Raid 5没有独立的奇偶校验磁盘，所有奇偶校验信息都是分散的在所有磁盘上，仅占用一个磁盘的容量。

摘要：

磁盘空间利用率：（N-1)/ N，即只浪费了一个磁盘用于奇偶校验。

读取性能：（n-1)*单个磁盘的读取性能接近RAID0的读取性能。

写入性能：比单个磁盘的写入性能差（这不是很清楚，可以并行写入吗？）

冗余：仅允许损坏一个磁盘。

RAID10

定义：

RAID10也称为镜像阵列条带化。像RAID0一样，跨磁盘提取数据。像RAID1一样，每个磁盘都有一个镜像磁盘，因此RAID 10的另一种说法是RAID 0 + 1。 RAID10提供100％的数据冗余并支持更大的卷大小，但是价格相对较高。对于大多数只需要冗余而不考虑价格的应用程序，RAID10可提供最佳性能。使用RAID10，您可以获得更高的可靠性，因为即使两个物理驱动器发生故障（每个阵列一个），数据仍然可以得到保护。 RAID10需要4 + 2 * N个磁盘驱动器（N> =0)，并且只能使用其中的一半（如果磁盘大小不是一)，则可以更少），例如，4个250G硬盘驱动器使用RAID10阵列，实际容量为500G。

实现原理：

Raid10的结构实际上非常简单。首先，创建两个独立的Raid1，然后将这两个独立的Raid1组合为一个Raid0。将数据写入此逻辑Raid时，数据将被依次写入两个Raid1中。磁盘1和磁盘2组成一个Raid1，磁盘3和磁盘4组成另一个Raid1；这两个Raid1组成一个新的Raid0。例如，写在硬盘1上的数据1、3、5、7是写在硬盘2上的数据1、3、5、7，硬盘上的数据是0、2、4、6，硬盘4中的数据为0、2、4、6，因此该数据在这四个硬盘上组合为Raid10，并且具有raid0和raid1的特征。

尽管Raid10程序会导致50％的磁盘浪费，但它提供了200％的速度和单个磁盘损坏的数据安全性，并且当损坏的磁盘不在同一Raid1中时，可以保证数据安全性。如果其中一张磁盘损坏，则整个逻辑磁盘仍可以正常工作。

当需要恢复RAID10中损坏的磁盘时，只需要更换新硬盘并根据RAID10的工作原理进行数据恢复即可。在数据恢复过程中，系统仍然可以正常工作。原始数据将同步恢复到更换的硬盘驱动器上。

摘要：

磁盘空间利用率：50％。

读取性能：N / 2 *单个硬盘读取性能

写入性能：N / 2 *单个硬盘写入性能

冗余：只要可以使用一对镜像磁盘中的一个磁盘，就没有问题。

参考：

百度百科

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