比较 RAID 级别:0、1、5、6 和 10

已发表: 2023-09-30

比较 RAID 级别

什么是 Raid 存储?

独立磁盘冗余阵列或 RAID 存储是一种将多个硬盘驱动器统一为单个逻辑单元以提高数据冗余和性能的系统。 为了提高数据访问的可靠性和速度,常用于服务器和存储系统。

使用 RAID 存储时,数据恢复服务至关重要,尤其是在驱动器发生故障或数据损坏时。 这些服务专注于从任何类型的数据丢失情况中恢复丢失的 RAID 阵列。

Stellar Data Recovery 是数据恢复服务提供商之一,他们拥有多种工具和技术,以及过去 30 年提供最佳数据恢复服务(包括 Raid 阵列)的经验。 他们提供多种数据恢复解决方案,适用于各种 RAID 配置和数据丢失情况。 这些解决方案包括数据恢复软件和数据恢复服务。 凭借其知识和技术,Stellar Data Recovery 对于希望从 RAID 存储系统恢复重要数据的组织和个人来说是一个可靠的选择。

RAID 类型 硬件 RAID 与软件 RAID

软件RAID和硬件RAID是用于构建冗余存储架构的两种方法。 由于软件 RAID 使用主机的 CPU 和操作系统来管理 RAID 阵列,因此它是一种经济高效的替代方案,适合小规模部署和家庭用户。 它提供了创建和修改 RAID 阵列的灵活性,无需额外的硬件,但可能会导致 CPU 开销略有增加,这可能会影响系统性能和可靠性,尤其是在复杂的 RAID 配置中。

另一方面,硬件 RAID 使用具有自己的 CPU 和内存的特定 RAID 控制器卡。 由于需要专门的硬件,这种方法通常更昂贵,但非常适合高性能服务器和企业级存储系统。 由于硬件 RAID 控制器将与 RAID 相关的职责委托给主 CPU,因此可提供更高的性能,同时确保可靠且一致的性能。 此外,如果发生任何数据丢失情况,您还可以从专门的组织获得Raid 数据恢复服务。 选择软件还是硬件 RAID 取决于您的独特需求、财务状况以及存储解决方案所需的性能和可扩展性级别。

RAID的背景

加州大学伯克利分校的 David Patterson、Garth A. Gibson 和 Randy Katz 在 20 世纪 80 年代末首次提出了 RAID(独立磁盘冗余阵列)的想法,当时他们希望提高存储性能和可靠性。 在 1987 年的开创性文章中,首次使用了“RAID”一词。

20 世纪 90 年代各种 RAID 级别和实施的发展推动了 RAID 技术的发展。 RAID 1 提供镜像以实现冗余,而 RAID 0 提供条带化以提高性能。 RAID 2、RAID 3 和 RAID 4 是在 20 世纪 90 年代开发的,但应用较少。

在 20 世纪 80 年代末和 90 年代初,RAID 5 和 RAID 6 成为使用最广泛的 RAID 级别,通过分布式奇偶校验的数据条带化来平衡性能和冗余。 在此期间,硬件 RAID 控制器也开始激增。

由于其耐用性和性能,结合了镜像和条带化的 RAID 10 随着存储需求的增长而受到欢迎。 RAID 仍然是当代数据存储解决方案中的一项关键技术,因为它随着存储技术和要求的变化而不断发展。

比较 RAID 级别:0、1、5、6 和 10

不同的 RAID 级别(例如 RAID 0、1、5、6 和 10)各自提供特殊的数据保护:

RAID 0(条带化)中的数据分布在多个磁盘上,没有冗余,从而提高了速度。 性能很重要的应用程序(例如视频编辑或游戏)非常适合它。 然而,它不提供数据安全性,因此如果一张光盘损坏,所有数据都会丢失。

RAID 1(镜像)注重数据冗余,将数据复制到两个磁盘上。 它提供了很强的容错能力,但并没有显着提高性能。 另一个驱动器保留完整的数据副本,以防万一发生故障。

RAID 5 中的数据通过分布式奇偶校验在多个驱动器上进行条带化(Striping with Parity),这在性能和冗余之间取得了平衡。 RAID 5 在奇偶校验计算期间会降低写入性能,但如果一个驱动器发生故障,它可以恢复数据,因此适合商业应用程序。

通过将第二层奇偶校验纳入 RAID 5,RAID 6(带双奇偶校验的条带化)提高了容错能力。 这使其成为关键任务应用程序的可行选择,因为它可以承受两个驱动器的故障,同时保持数据完整性。

RAID 10(条带化和镜像)结合了 RAID 0 和 RAID 1,提供了速度和冗余。 它跨两组条带磁盘镜像数据,至少需要四个驱动器,并提供出色的性能和容错能力。 然而,就驱动器利用率而言,它更昂贵。

您的独特需求将决定您选择的 RAID 级别,并权衡性能、数据保护和成本等因素。 RAID 1 以牺牲性能为代价提供强大的数据保护,而 RAID 0 优先考虑速度,但缺乏冗余。 RAID 10 提供了两全其美的优点,同时具有更高的磁盘要求。 RAID 5 和 RAID 6 提供了一种平衡,其中 RAID 6 提供了更高的容错能力。

RAID 0 与 RAID 1

RAID 0 和 RAID 1 这两种不同的 RAID 设置各有独特的目标和特征。 RAID 0,通常称为条带化,将数据分成块并将它们分布在多个驱动器上。 其主要目的是通过同时利用多个驱动器来提高性能。 然而,缺乏冗余意味着如果一张光盘损坏,所有数据都会消失。 因此,RAID 0 最适合游戏或视频编辑等速度至关重要但数据安全性并不是最重要的情况。

RAID 1 使用镜像,在两个驱动器上复制数据。 这提供了大量的数据冗余,确保即使一个驱动器失效,另一个驱动器仍然拥有完全相同的数据副本。 在 RAID 1 中,数据完整性和容错能力优先于性能。对于需要持续访问数据的关键应用程序(例如金融系统或数据库服务器)来说,这是一个很好的选择。 RAID 1 提供了强大的安全网,防止因驱动器故障而导致数据丢失,即使它无法提供与 RAID 0 相同的性能改进。考虑到性能和数据保护之间的权衡,您必须在 RAID 0 和 RAID 0 之间做出选择。 RAID 1 基于您的独特要求。

RAID 5 与 RAID 6

RAID配置RAID 5和RAID 6都是为了在性能和数据冗余之间取得平衡,但它们的容错算法有所不同:

RAID 5:RAID 5 使用分布式奇偶校验和条带化,这意味着数据以及奇偶校验信息分布在多个磁盘上。 在不影响数据完整性的情况下,该设计可以承受单个驱动器的故障。 它在读取时表现良好,但由于奇偶校验计算而受到写入损失。 需要适度冗余且性能是重中之重的应用程序应使用 RAID 5。

双奇偶校验是 RAID 6 的一项功能,它在 RAID 5 的基础上进行了扩展。在此布置中,两个驱动器可能会发生故障,但不会导致数据丢失。 RAID 6 因其改进的容错能力而成为数据完整性至关重要的敏感应用程序的绝佳选择。 由于额外的奇偶校验计算,它比 RAID 5 具有更大的写入惩罚,这可能会影响写入速度。 当需要更多冗余并且性能可能会受到一定影响时,建议使用 RAID 6。

您的独特需求将决定您选择 RAID 5 还是 RAID 6,RAID 6 提供更可靠的数据保护,但写入性能比 RAID 5 稍差。