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主题:【原创】家用硬盘阵列RAID实例-壹 -- 梦回唐朝

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家园 【整理】RAID 0, 1, 5, 1+0 简介

最常见的桌面电脑支持的硬盘阵列模式包括以下几种:0, 1, 5, 1+0。下面是一些简单介绍。

此节主要编译自Storage, Raid, and intel’s ICHxR, 英文和图片版权为原作者所有。

RAID 0 - striped

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由4个或更多硬盘组成,数据被分块(striped)写到不同硬盘,大容量,高速度,低可靠性。

- 读写速度n倍于单盘,也就是说近于线性提高。

- 读写延迟因为每一个硬盘都需要到位,所以决定于最慢的那个硬盘。

- 容量是多个硬盘的总和。如果硬盘容量不等,则是最小硬盘的容量*n.

- 可靠性大幅降低。如果单个硬盘的年平均失败率为f,那么n-disc raid0阵列失败率为 100*(1-(1-f/100)^n)%。例如单个硬盘失败率为5.0%, 那么两个盘组成的RAID0失败率为9.75%.

RAID 1 纯镜像(Mirroring)

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由2个或更多硬盘组成,高可靠性,无速度优势。

- 数据一模一样地被写入所有硬盘,也就是说一式两份(或多份)。所以只要有一个还是好的,数据就没问题。

- 同样的原因,容量仅为单个硬盘的容量,所以成本最高。

- 读延迟(latency)可能稍快,取决于阵列控制器的智能程度,控制器可能会选择较快的那个硬盘。

- 读速度(speed throughput)可能稍快或较快,取决于阵列控制器的智能程度,控制器可能可以从两个硬盘各读一半数据。

- 写速度及延迟可能稍慢,取决于最慢的那个硬盘。

- 如果单个硬盘的年平均失败率为f%,那么阵列失败率为 100*( (f/100)^2 ) %. 例如单个硬盘失败率为5.0%, 那么两个盘组成的阵列失败率为0.25%.

RAID1+0 or RAID 10

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4-disc raid 10 :

RAID 0

.-----------------.

| |

RAID 1 RAID 1

.--------. .--------.

| | | |

120 GB 120 GB 120 GB 120 GB

A1 A1 A2 A2

A3 A3 A4 A4

A5 A5 A6 A6

A7 A7 A8 A8

由4个或更多硬盘组成,先镜像,再分块。

假设有n个硬盘组成:

- 读速度快,接近n/2倍于单盘

- 读延迟接近单盘,因为它决定于成员RAID 1, 而成员RAID 1的读延迟决定于最快的那个成员硬盘。

- 写速度接近n/2倍于单盘

- 写延迟也接近单盘,但可能稍慢,取决于最慢的那个硬盘。

- 阵列容量也是n/2倍于单盘

- 如果单个硬盘的年平均失败率为f%,那么阵列失败率为 100*(1 - (1-(f/100)^2)^(n/2)) %. 例如单个硬盘失败率为5.0%, 那么4个盘组成的RAID10阵列失败率为0.499%.

RAID5 奇偶校验阵列

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由3个或更多硬盘组成,数据被分块写入单个硬盘,同时也有奇偶校验数据写入,以保证任何n-1个硬盘上的数据可以恢复完整数据。

高速,容错,可扩展性好,大容量,但实现复杂。

- 读速度为n-1倍于单盘

- 读延迟因为每一个硬盘都需要到位,所以决定于最慢的那个硬盘。

- 写速度接近于n-1倍于单盘。但应为每一块数据都需要附加写入奇偶校验位,所以有额外的计算和写操作。

- 写延迟比较严重,同样的因为要计算校验位。

- 容量为(n-1)倍于单盘。

- RAID5可以容忍单盘失败。只有两个成员硬盘同时故障时,阵列才无法恢复。所以如果单个硬盘的年平均失败率为f%,那么阵列失败率为100*[1- ((1-f/100)^n * (f/100)^0 + nC1*(1-f/100)^(n-1) * (f/100)^1)] %. 例如单个硬盘失败率为5.0%, 那么4个盘组成的RAID5阵列失败率为1.40%.

其他阵列组合包括 RAID 5+x 等等对于家用而言过于高端,略过不计,有兴趣的朋友可以参看Wiki.

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