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如何保证服务器的硬盘数据,如何保护服务器数据安全之Raid(磁盘阵列)初入门

RAID,是Redundant Arrays of Independent

Disks的简称,中文为廉价冗余磁盘阵列。由1987年由加州大学伯克利分校提出的,初衷是为了将较廉价的多个小磁盘进行组合来替代价格昂贵的大容量磁盘,希望单个磁盘损坏后不会影响到其它磁盘的继续使用,使数据更加的安全。RAID作为一种廉价的磁盘冗余阵列,能够提供一个独立的大型存储设备解决方案。在提高硬盘容量的同时,还能够充分提高硬盘的速度,使数据更加安全,更加易于磁盘的管理。

RAID的几种常见工作模式:

1、RAID 0:硬盘串列方案,提高硬盘读写的速度。

RAID 0是最早出现的RAID模式,即Data Stripping数据分条技术。RAID

0是组建磁盘阵列中最简单的一种形式,只需要2块以上的硬盘即可,成本低,可以提高整个磁盘的性能和吞吐量。RAID

0没有提供冗余或错误修复能力,是实现成本是最低的。

RAID

0最简单的实现方式就是把N块同样的硬盘用硬件的形式通过智能磁盘控制器或用操作系统中的磁盘驱动程序以软件的方式串联在一起创建一个大的卷集。在使用中电脑数据依次写入到各块硬盘中,它的最大优点就是可以整倍的提高硬盘的容量。如使用了三块80GB的硬盘组建成RAID

0模式,那么磁盘容量就会是240GB。其速度方面,各单独一块硬盘的速度完全相同。最大的缺点在于任何一块硬盘出现故障,整个系统将会受到破坏,可靠性仅为单独一块硬盘的1/N。

虽然RAID

0可以提供更多的空间和更好的性能,但是整个系统是非常不可靠的,如果出现故障,无法进行任何补救。所以,RAID

0一般只是在那些对数据安全性要求不高的情况下才被人们使用。

2、RAID 1:镜像数据的技术。

RAID

1称为磁盘镜像,原理是把一个磁盘的数据镜像到另一个磁盘上,也就是说数据在写入一块磁盘的同时,会在另一块闲置的磁盘上生成镜像文件,在不影响性能情况下最大限度的保证系统的可靠性和可修复性上,只要系统中任何一对镜像盘中至少有一块磁盘可以使用,甚至可以在一半数量的硬盘出现问题时系统都可以正常运行,当一块硬盘失效时,系统会忽略该硬盘,转而使用剩余的镜像盘读写数据,具备很好的磁盘冗余能力。虽然这样对数据来讲绝对安全,但是成本也会明显增加,磁盘利用率为50%,以四块80GB容量的硬盘来讲,可利用的磁盘空间仅为160GB。另外,出现硬盘故障的RAID系统不再可靠,应当及时的更换损坏的硬盘,否则剩余的镜像盘也出现问题,那么整个系统就会崩溃。更换新盘后原有数据会需要很长时间同步镜像,外界对数据的访问不会受到影响,只是这时整个系统的性能有所下降。因此,RAID

1多用在保存关键性的重要数据的场合。

RAID

1主要是通过二次读写实现磁盘镜像,所以磁盘控制器的负载也相当大,尤其是在需要频繁写入数据的环境中。为了避免出现性能瓶颈,使用多个磁盘控制器就显得很有必要。

3、RAID5:分布式奇偶校验的独立磁盘结构

RAID 5

是一种存储性能、数据安全和存储成本兼顾的存储解决方案。 RAID 5可以理解为是RAID 0和RAID 1的折中方案。RAID

5可以为系统提供数据安全保障,但保障程度要比Mirror低而磁盘空间利用率要比Mirror高。RAID 5具有和RAID

0相近似的数据读取速度,只是多了一个奇偶校验信息,因此写入数据的速度比对单个磁盘进行写入操作稍慢。同时由于多个数据对应一个奇偶校验信息,RAID

5的磁盘空间利用率要比RAID 1高,存储成本相对较低,是目前运用较多的一种解决方案。

4、RAID10:分布式奇偶校验的独立磁盘结构

RAID 10也就是RAID

1+0,实际是将RAID 0和RAID

1标准结合的产物,在连续地以位或字节为单位分割数据并且并行读/写多个磁盘的同时,为每一块磁盘作磁盘镜像进行冗余。它的优点是同时拥有RAID

0的超凡速度和RAID 1的数据高可靠性,但是CPU占用率同样也更高,而且磁盘的利用率比较低。由于利用了RAID

0极高的读写效率和RAID 1较高的数据保护、恢复能力,使RAID

10成为了一种性价比较高的等级,目前几乎所有的RAID控制卡都支持这一等级。但是,RAID 10对存储容量的利用率和RAID

1一样低,只有50%。因此,RAID10即高可靠性与高效磁盘结构它是一个带区结构加一个镜象结构,可以达到既高效又高速的目的,RAID

10能提供比RAID 5更好的性能。这种新结构的可扩充性不好,这种解决方案被广泛应用,使用此方案比较昂贵。

5、RAID5 和 RAID 10(0+1)的区别和优缺点

高速读取与写入采用RAID0+1模式,高速读取与低速写入采用RAID5模式。

RAID0+1模式磁盘利用率只有50%,最大容量=磁盘数Nx 磁盘容量/2

;数据读写速率是组RAID0+1的硬盘个数N/2*单个较慢硬盘的读写速率(N>4,且N为偶数)。

RAID5模式磁盘利用率为N-1/N(N>=3),最大容量=磁盘数(N-1)x

磁盘容量;数据读取速率是(N-1)*单个硬盘的读取速率,数据写入速率略小于单个硬盘的写入速率。