比較 RAID 等級:0、1、5、6 和 10

已發表: 2023-09-30

比較 RAID 級別

什麼是 Raid 儲存?

獨立磁碟冗餘陣列或 RAID 儲存是將多個硬碟統一為單一邏輯單元以提高資料冗餘和效能的系統。 為了提高資料存取的可靠性和速度,常用於伺服器和儲存系統。

使用 RAID 儲存時,資料復原服務至關重要,尤其是在磁碟機發生故障或資料損壞時。 這些服務專注於從任何類型的資料遺失情況中復原遺失的 RAID 陣列。

Stellar Data Recovery 是資料復原服務供應商之一,他們擁有多種工具和技術,以及過去 30 年提供最佳資料復原服務(包括 Raid 陣列)的經驗。 他們提供多種資料復原解決方案,適用於各種 RAID 配置和資料遺失情況。 這些解決方案包括資料復原軟體和資料復原服務。 憑藉其知識和技術,Stellar Data Recovery 對於希望從 RAID 儲存系統復原重要資料的組織和個人來說​​是一個可靠的選擇。

RAID 類型 硬體 RAID 與軟體 RAID

軟體RAID和硬體RAID是用來建構冗餘儲存架構的兩種方法。 由於軟體 RAID 使用主機的 CPU 和作業系統來管理 RAID 陣列,因此它是一種經濟高效的替代方案,適合小規模部署和家庭用戶。 它提供了創建和修改 RAID 陣列的靈活性,無需額外的硬件,但可能會導致 CPU 開銷略有增加,這可能會影響系統性能和可靠性,尤其是在複雜的 RAID 配置中。

另一方面,硬體 RAID 使用具有自己的 CPU 和記憶體的特定 RAID 控制器卡。 由於需要專門的硬件,這種方法通常更昂貴,但非常適合高效能伺服器和企業級儲存系統。 由於硬體 RAID 控制器將與 RAID 相關的職責委託給主 CPU,因此可提供更高的效能,同時確保可靠且一致的效能。 此外,如果發生任何資料遺失情況,您還可以從專門的組織獲得Raid 資料恢復服務。 選擇軟體或硬體 RAID 取決於您的獨特需求、財務狀況以及儲存解決方案所需的效能和可擴充性等級。

RAID的背景

加州大學柏克萊分校的 David Patterson、Garth A. Gibson 和 Randy Katz 在 20 世紀 80 年代末首次提出了 RAID(獨立磁碟冗餘陣列)的想法,當時他們希望提高儲存效能和可靠性。 在 1987 年的開創性文章中,首次使用了“RAID”一詞。

20 世紀 90 年代各種 RAID 層級和實施的發展推動了 RAID 技術的發展。 RAID 1 提供鏡像以實現冗餘,而 RAID 0 提供條帶化以提高效能。 RAID 2、RAID 3 和 RAID 4 是在 20 世紀 90 年代開發的,但應用較少。

在 20 世紀 80 年代末和 90 年代初,RAID 5 和 RAID 6 成為使用最廣泛的 RAID 級別,透過分散式奇偶校驗的資料條帶化來平衡效能和冗餘。 在此期間,硬體 RAID 控制器也開始激增。

由於其耐用性和性能,結合了鏡像和條帶化的 RAID 10 隨著儲存需求的增長而受到歡迎。 RAID 仍然是當代資料儲存解決方案中的關鍵技術,因為它隨著儲存技術和要求的變化而不斷發展。

比較 RAID 等級:0、1、5、6 和 10

不同的 RAID 等級(例如 RAID 0、1、5、6 和 10)各自提供特殊的資料保護:

RAID 0(條帶化)中的資料分佈在多個磁碟上,沒有冗餘,從而提高了速度。 性能很重要的應用程式(例如影片編輯或遊戲)非常適合它。 然而,它不提供資料安全性,因此如果一張光碟損壞,所有資料都會遺失。

RAID 1(鏡像)著重資料冗餘,將資料複製到兩個磁碟上。 它提供了很強的容錯能力,但並沒有顯著提高性能。 另一個驅動器保留完整的資料副本,以防萬一發生故障。

RAID 5 中的資料透過分散式奇偶校驗在多個磁碟機上進行條帶化(Striping with Parity),這在效能和冗餘之間取得了平衡。 RAID 5 在奇偶校驗計算期間會降低寫入效能,但如果一個磁碟機發生故障,它可以恢復數據,因此適合商業應用程式。

透過將第二層奇偶校驗納入 RAID 5,RAID 6(雙奇偶校驗的條帶化)提高了容錯能力。 這使其成為關鍵任務應用程式的可行選擇,因為它可以承受兩個驅動器的故障,同時保持資料完整性。

RAID 10(條帶化和鏡像)結合了 RAID 0 和 RAID 1,提供了速度和冗餘。 它跨兩組條帶磁碟鏡像數據,至少需要四個驅動器,並提供出色的性能和容錯能力。 然而,就驅動器利用率而言,它更昂貴。

您的獨特需求將決定您選擇的 RAID 級別,並權衡效能、資料保護和成本等因素。 RAID 1 以犧牲效能為代價提供強大的資料保護,而 RAID 0 優先考慮速度,但缺乏冗餘。 RAID 10 提供了兩全其美的優點,同時具有更高的磁碟需求。 RAID 5 和 RAID 6 提供了一種平衡,其中 RAID 6 提供了更高的容錯能力。

RAID 0 與 RAID 1

RAID 0 和 RAID 1 這兩種不同的 RAID 設定各有獨特的目標和特徵。 RAID 0,通常稱為條帶化,將資料分成區塊並將它們分佈在多個磁碟機上。 其主要目的是透過同時利用多個驅動器來提高性能。 然而,缺乏冗餘意味著如果一張光碟損壞,所有資料都會消失。 因此,RAID 0 最適合遊戲或影片編輯等速度至關重要但資料安全性並不是最重要的情況。

RAID 1 使用鏡像,在兩個磁碟機上複製資料。 這提供了大量的資料冗餘,確保即使一個驅動器失效,另一個驅動器仍然擁有完全相同的資料副本。 在 RAID 1 中,資料完整性和容錯能力優先於效能。對於需要持續存取資料的關鍵應用程式(例如金融系統或資料庫伺服器)來說,這是一個很好的選擇。 RAID 1 提供了強大的安全網,防止因驅動器故障而導致資料遺失,即使它無法提供與RAID 0 相同的效能改進。考慮到效能和資料保護之間的權衡,您必須在RAID 0 和RAID 0 之間做出選擇。 RAID 1 基於您的獨特要求。

RAID 5 與 RAID 6

RAID配置RAID 5和RAID 6都是為了在效能和資料冗餘之間取得平衡,但它們的容錯演算法有所不同:

RAID 5:RAID 5 使用分散式奇偶校驗和條帶化,這表示資料以及奇偶校驗資訊分佈在多個磁碟上。 在不影響資料完整性的情況下,此設計可以承受單一磁碟機的故障。 它在讀取時表現良好,但由於奇偶校驗計算而受到寫入懲罰。 需要適度冗餘且效能是重中之重的應用程式應使用 RAID 5。

雙奇偶校驗是 RAID 6 的功能,它在 RAID 5 的基礎上進行了擴展。在此佈置中,兩個磁碟機可能會發生故障,但不會導致資料遺失。 RAID 6 因其改進的容錯能力而成為資料完整性至關重要的敏感應用程式的絕佳選擇。 由於額外的奇偶校驗計算,它比 RAID 5 具有更大的寫入懲罰,這可能會影響寫入速度。 當需要更多冗餘並且效能可能會受到一定影響時,建議使用 RAID 6。

您的獨特需求將決定您選擇 RAID 5 還是 RAID 6,RAID 6 提供更可靠的資料保護,但寫入效能比 RAID 5 稍差。