RAID级别和线性支持

RAID支持各种配置,包括级别0,1,4,5,6,10和线性。这些RAID类型定义如下:

  • 0级

RAID级别0通常称为“分条”,是一种面向性能的分条数据映射技术。这意味着写入阵列的数据被分解为条带并写入阵列的成员磁盘,从而以较低的固有成本实现高I / O性能,但不提供冗余。
许多RAID级别0的实现将只将成员设备上的数据分条到阵列中最小的设备的大小。这意味着,如果您有多个尺寸略有不同的设备,则每个设备都将被视为与最小驱动器的尺寸相同。因此,0级阵列的公共存储容量等于硬件RAID中最小成员磁盘的容量,或软件RAID中最小成员分区的容量乘以阵列中磁盘或分区的数量。

  • 1级

RAID级别1或“镜像”的使用时间比任何其他形式的RAID都要长。级别1通过将相同的数据写入阵列的每个成员磁盘来提供冗余,在每个磁盘上留下“镜像”副本。由于其简单和高水平的数据可用性,镜像依然流行。级别1使用两个或更多磁盘运行,并提供非常好的数据可靠性,并提高读取密集型应用程序的性能,但成本相对较高。[3]
级别1阵列的存储容量等于硬件RAID中最小镜像硬盘的容量或软件RAID中最小镜像分区的容量。在所有RAID类型中,1级冗余是最高的可能性,阵列只能在单个磁盘上运行。

  • 4级

级别4使用奇偶校验[4]集中在单个磁盘驱动器上来保护数据。由于专用奇偶校验磁盘代表了对RAID阵列的所有写入事务的固有瓶颈,所以级别4很少在没有附带技术(例如回写缓存)的情况下使用,或者在系统管理员有意用此设计软件RAID设备的特定情况下记住瓶颈(例如,一旦阵列填充数据,将会有几乎没有写入事务的数组)。RAID级别4很少使用,因此在Anaconda中不可用。但是,如果真的需要,可以由用户手动创建。
硬件RAID级别4的存储容量等于最小成员分区的容量乘以分区数减一。RAID级别4阵列的性能总是不对称的,这意味着读取将优于写入。这是因为在产生奇偶校验时,写入操作会消耗额外的CPU和主存储器带宽,并且在将实际数据写入磁盘时也会占用额外的总线带宽,因为您不仅正在写入数据,而且正在写入奇偶校验。除非阵列处于降级状态,否则只需要读取数据而不是奇偶校验。因此,在正常操作条件下,读取操作产生的驱动器和计算机总线上的流量减少了相同的数据传输量。

  • 5级

这是最常见的RAID类型。通过在阵列的所有成员磁盘驱动器中分配奇偶校验,RAID级别5消除了级别4固有的写入瓶颈。唯一的性能瓶颈是奇偶校验计算过程本身。随着现代CPU和软件RAID,这通常不是一个瓶颈,因为现代的CPU可以非常快速地产生奇偶校验。但是,如果软件RAID5阵列中的成员设备数量足够多,以至于所有设备的汇总数据传输总速度足够高,则此瓶颈可能开始起作用。
与第4级一样,第5级的表现也是不对称的,读取效果明显优于写入。RAID级别5的存储容量的计算方式与级别4相同。

  • 6级

当数据冗余和保存(而不是性能)是最重要的问题时,这是RAID的普通级别,但是级别1的空间低效率是不可接受的。级别6使用复杂的奇偶校验方案能够从阵列中任何两个驱动器的丢失中恢复。这种复杂的奇偶校验方案在软件RAID设备上造成了显着更高的CPU负担,并且在写入事务期间也增加了负担。因此,6级在性能上比4级和5级更为不对称。
除了必须从额外奇偶校验存储空间的设备计数中减去2个设备(而不是1个)之外,RAID级别6阵列的总容量的计算与RAID级别5和4相似。

  • 10级

此RAID级别尝试将级别0的性能优势与级别1的冗余相结合。它还有助于减轻2级以上设备在1级阵列中浪费的部分空间。通过级别10,可以创建一个3驱动器阵列,配置为只存储每个数据片的2个副本,然后允许总体阵列大小为最小器件大小的1.5倍,而不是等于最小值设备(就像3设备,1级阵列一样)。
创建10级阵列时可用的选项数量(以及为特定用例选择正确选项的复杂性)使安装过程中创建不切实际。可以使用命令行mdadm工具手动创建一个。有关选项及其各自性能折衷的详细信息,请参阅man md。

  • 线性RAID

线性RAID是一个简单的驱动器分组来创建一个更大的虚拟驱动器。在线性RAID中,块是从一个成员驱动器中顺序分配的,只有当第一个完全填满时才会进入下一个驱动器。这个分组没有提供性能优势,因为任何I / O操作都不太可能在成员驱动器之间进行分割。线性RAID也不提供冗余,实际上降低了可靠性 - 如果任何一个成员驱动器发生故障,整个阵列将无法使用。容量是所有成员磁盘的总和。

[3] RAID级别1是有成本高,因为你写入相同的信息给所有阵列中的磁盘上,提供了数据的可靠性,但在比基于奇偶校验的RAID级别,如第5级然而空间有效的方式少得多的,这个空间的低效率配有性能优势:基于奇偶校验的RAID级别,以生成校验消耗相当多的CPU处理能力,同时RAID级别1只需用很少的CPU开销写入相同的数据不止一次多个RAID成员。因此,在使用软件RAID的机器上,RAID级别1可以胜过基于奇偶校验的RAID级别,并且机器上的CPU资源通常与RAID活动以外的操作一起征税。
[4] 奇偶校验信息是根据阵列中其余成员磁盘的内容计算出来的。当阵列中的一个磁盘发生故障时,可以使用这些信息重建数据。然后可以使用重建的数据来满足故障磁盘更换前的I / O请求,并在故障磁盘更换后重新填充故障磁盘。

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