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了解RAID5和RAID6磁盘阵列,让服务器更安全
2019-10-09 15:11:21
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来源:互联数据
摘要:     随着产业互联网的兴起,企业首先从线上对客户进行渗透,因此企业对网站服务器需求大增。租用服务器选

随着产业互联网的兴起,企业首先从线上对客户进行渗透,因此企业对网站服务器需求大增,对于服务器性能要求也越来越高。租用服务器选择磁盘是最常见的一个问题,而磁盘阵列(diskarray)作为重要一环,可以有效的提高服务器存储系统的可靠性和性能,但目前行业内的存储是多个设备(磁盘)同时使用,导致了可靠性降低(从概率的角度来讲:N个设备的可靠性是一个设备的1/N)。所以本篇文章的主题是为了解释RAID6,用来解决这个问题进行分析。


RAID(Redundant array of inexpensive disk)就是为了解决这个问题而产生的,RAID通过给磁盘阵列增加冗余磁盘提高了磁盘阵列的可靠性。所谓冗余磁盘,即该磁盘不用于存放实际数据,而用来存放一些冗余信息,而这些冗余信息可用来在必要的时候进行有效数据恢复,从而增加磁盘阵列的可靠性,翻译成中文应该叫廉价磁盘冗余阵列。

RAID6扩容

理解RAID6扩容出现的背景:


目前应用最广泛,支持设备最多的RAID方式主要是RAID0,RAID1和RAID5。


(1)无冗余(RAID0):RAID0实际上不能算做真正的RAID技术,它只是实现了磁盘阵列存放数据的带状分布。虽然提高了大规模数据访问的性能,但是RAID0并没有冗余容错的功能,因为它本身并无冗余,所以可以说这里的RAID0是个误称。


(2)镜像(RAID1):RAID1同样实现了数据的带状分布,与RAID0所不同的是,在数据写入一个磁盘的时候,同时在另一个磁盘做相应的镜象。因此,RAID1虽然有数据容错功能,但是其对磁盘的利用率实在比较底,仅为50%。


在RAID6出现之前,RAID已经有了从RAID0~RAID5六个版本。那么我们已经有了这么多的RAID方式,提供了相当级别的可靠性保护,为什么我们还需要RAID6?在这里,我们这里先比较研究一下几种比较有代表性的RAID方式。


RAID 6是指带有两种分布存储的奇偶校验码(既P和Q)的独立硬盘结构。与RAID 5相比,RAID 6增加了第二个独立校验码(Q)信息块,两个独立的奇偶校验系统使用不同的算法,数据的可靠性非常高,即使两块硬盘同时失效也不会影响数据的使用,主要是用于要求数据绝对安全的场合。


与RAID 5相比,RAID 6增加了第二个独立的奇偶校验信息块。两个独立的奇偶系统使用不同的算法,数据的可靠性非常高,即使两块磁盘同时失效也不会影响数据的使用。但RAID 6需要分配给奇偶校验信息更大的磁盘空间,相对于RAID 5有更大的“写损失”,因此“写性能”非常差。较差的性能和复杂的实作方式使得RAID 6很少得到实际应用。

RAID5与RAID6的特点

同一阵列中最多容许两个磁盘损坏。更换新磁盘后,资料将会重新算出并写入新的磁盘中。依照设计理论,RAID 6必须具备四个以上的磁盘才能生效。可使用的容量为硬盘总数减去2的差,乘以最小容量,公式为Size=(N-2)*min(S1,S2,S3...Sn),同理,数据保护区域容量则为最小容量乘以2。所以RAID 6在硬体磁碟阵列卡的功能中,也是最常见的磁碟阵列等级。


RAID6的特点:


实际一点,假设单个磁盘在10年内出现故障的概率是,则用RAID5构建的系统,十年内不出故障的安全概率为99.881629%;对比用RAID6构建的系统,十年内不出故障的安全概率为99.994607%。


可见,RAID6的数据安全级别是相当高的。当然RAID5的安全性也相当好了。从上面数据看起来,两者相差不大。但是对于出现故障的概率RAID5是 0.118371%, RAID6是0.005393%.这样看来,提高还是很大的。随着磁盘的容量越来越大导致数据出错概率的增大。两者的差距还会进一步加大,RAID6的优势就更明显了。而当磁盘容量增至20多TB的时候,RAID6的安全性比RAID5已经高出1000倍左右。


RAID6的描述总结如下:


在使用大数据块的情况下,RAID6的随机读取性能很好;因为不但要在每硬盘上写入校验数据而且要在专门的校验硬盘上写入数据,RAID6的随机写入性能很差。RAID6的持续写入性能一般,在使用小数据块时表现很好。总体而言,RAID6拥有更快速的读取性能,更高的容错能力。但同时,RAID6也存在写入速度很慢的缺点,RAID控制器在设计上更加复杂,成本更高。


RAID6是一项很有吸引力的技术,它允许一个阵列中的两块磁盘同时出现故障而不会丢失数据。现在的磁盘可靠性已经很高,尤其是高端的光纤通道磁盘,那么有必要对两块磁盘同时出现故障的情况进行设防吗?答案是肯定的,目前的磁盘容量已经很大,如果一块磁盘出现故障,那么整个RAID组中的磁盘都需要进行数据重构,磁盘容量越大需要的时间越长,在数据重构的时间内如果再发生磁盘故障,那么所有的数据都将丢失。因此RAID6技术将可靠性提高了1000倍以上。


RAID6存储


整体上来说,RAID更加注重的是数据的安全性,而且由于成本之高,所以并不适合所有的企业,对于一般安全性的数据而言,RAID5还是比较合适的。理想的做法,就是把这些重要的概念和规则理出来,只有高安全性数据,才需要RAID6技术。如果不定义清楚他们之间的优势,会造成不必要的浪费。


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