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raid是什么？壞了數(shù)據(jù)可以恢復嗎

瀏覽量： 次 發(fā)布日期：2017-12-30 15:36:10

    數(shù)十年前開發(fā)的技術對于管理員和其他用戶來說仍然被廣泛使用和重要。即使是現(xiàn)代的服務器和存儲在內(nèi)部運行RAID技術 - 主要是在企業(yè)，但也越來越多的消費類NAS系統(tǒng)。那么，RAID始終屹立，在我們慶祝它的30 日，今年的生日，但它仍然發(fā)揮著重要的作用。但為什么這樣呢？這個概念的好處和壞處是什么？

加州大學伯克利分校的David Patterson，Garth A. Gibson和Randy Katz在1987年發(fā)明了RAID這個術語。次年，他們在六月的SIGMOD會議上發(fā)表了他們關于“廉價磁盤冗余陣列的案例”當時，硬盤仍然相當昂貴，試圖保持“精益”的數(shù)據(jù)存儲不僅是常見的，而且是必要的。此外，公司正在使用巨大的大型計算機，而臺式計算機在工作場所中并沒有得到廣泛的應用。但隨著個人電腦的接受和使用量的增長，這種情況開始發(fā)生變化。

因此，這些第一臺非主機計算機的硬盤已經(jīng)比主機系統(tǒng)中的硬盤便宜得多，這就成為三者開發(fā)RAID概念的原因。他們認為，在性能方面，幾個連接的和較便宜的硬盤將擊敗單個頂級大型機硬盤。即使使用許多硬盤意味著故障率會上升，但可以將其配置為冗余，以便這種陣列的可靠性遠遠超過任何大型單個主機驅(qū)動器的可靠性。

RAID解釋

      RAID基于數(shù)據(jù)在多個廉價或獨立驅(qū)動器上傳播或復制的概念。系統(tǒng)中的驅(qū)動器配置為可以通過兩個或多個驅(qū)動器分配或復制數(shù)據(jù)以進行負載分配，或者在驅(qū)動器出現(xiàn)故障時幫助恢復數(shù)據(jù)。有兩種技術方法可以實現(xiàn)這一目標：通過硬件解決方案，專用RAID控制器或大多已經(jīng)包含在現(xiàn)代操作系統(tǒng)中的軟件解決方案。基于硬件的系統(tǒng)使用RAID控制器獨立于主機來管理RAID，因此操作系統(tǒng)不了解RAID的技術工作，并將整個存儲系統(tǒng)看作是連接到主機的單個卷。

除了這些技術實現(xiàn)之外，RAID概念基于這三個基本原則：

奇偶校驗 是通過RAID系統(tǒng)分配信息的一種方式，允許在發(fā)生驅(qū)動器故障的情況下恢復數(shù)據(jù)。
冗余 是系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)中重要組件的重復，以提高可靠性并充當故障安全。實質(zhì)上，它允許在整個系統(tǒng)出現(xiàn)故障之前發(fā)生多個組件故障，在RAID系統(tǒng)的情況下，這些組件是驅(qū)動器。
鏡像 是指將相同的數(shù)據(jù)從一個磁盤復制到另一個磁盤。分條是另一種將數(shù)據(jù)寫入多個磁盤的方法。根據(jù)系統(tǒng)要求，不同的RAID設置使用一種或多種這些技術。

基于這些原則，這些標準的RAID級別已經(jīng)被開發(fā)出來了：

RAID 0 使用“分條”，是最基本的RAID級別。它不提供冗余，但確實提高了性能。數(shù)據(jù)在至少兩個磁盤上進行分區(qū)，每添加一個磁盤，讀/寫性能和存儲容量都會在一個驅(qū)動器上增加。如果一個驅(qū)動器出現(xiàn)故障，則RAID控制器無法重建。
RAID 1 使用“鏡像”，顧名思義，鏡像相同的數(shù)據(jù)跨兩個磁盤，因此它提供了最低級別的RAID冗余。RAID 1可以在單個驅(qū)動器上實現(xiàn)雙倍的讀取性能，但不會增加寫入速度。這個級別允許一個驅(qū)動器失敗。
RAID 5 是一種常見的配置，它在可靠性和性能之間提供了一個體面的妥協(xié)。它提供了讀取速度的增益，但寫入性能沒有增加。RAID 5引入了“奇偶校驗”，總共占用了一個磁盤空間。這個級別可以處理一個磁盤故障。如果將熱備份配置為第五個驅(qū)動器，則可將其作為系統(tǒng)中的閑置驅(qū)動器，而不會保存數(shù)據(jù)。如果一個磁盤出現(xiàn)故障，則可以通過使用其他驅(qū)動器中的奇偶校驗數(shù)據(jù)將數(shù)據(jù)重建到熱備用。數(shù)據(jù)完成重建后，您可以移除發(fā)生故障的驅(qū)動器，并將其更換為新的驅(qū)動器，從而成為新的熱備件。
RAID 6 采用了RAID 5的概念，并增加了雙奇偶校驗的冗余。即使兩個磁盤在陣列內(nèi)發(fā)生故障，也可以重新創(chuàng)建數(shù)據(jù)。雙奇偶校驗分散在所有磁盤上，占用兩個驅(qū)動器的空間。
在過去的30年中，RAID系統(tǒng)制造商主要開發(fā)了更多的RAID級別。今天，我們擁有從RAID 0到RAID 61等RAID級別，大型公司創(chuàng)建自定義RAID級別以支持不同的應用程序和基礎設施要求。

驅(qū)動器故障和RAID的危險

如果在RAID 1或RAID 5配置中發(fā)生磁盤故障，則用戶不應更換發(fā)生故障的驅(qū)動器，直到確保備份其余磁盤上的所有數(shù)據(jù)為止。在很多情況下，尤其是當解決方案使用相同產(chǎn)品的磁盤時，另一個磁盤也很快就會失敗的可能性非常高。這就是這個概念的危險所在：

即使具有RAID提供的所有優(yōu)點，包括更好的性能和數(shù)據(jù)安全性，用戶也往往會忘記RAID不是備份！  RAID可以與備份結(jié)合使用，從而使整個存儲系統(tǒng)更安全，但永遠不會使用RAID來代替?zhèn)浞?。相反，當一個RAID系統(tǒng)由于硬件RAID控制器故障而導致RAID系統(tǒng)發(fā)生故障時，要使RAID啟動并運行并在遇到此類事件時恢復丟失的數(shù)據(jù)會更為復雜。

NAS系統(tǒng)對于家庭用戶來說變得更加實惠。他們將內(nèi)置RAID配置與其他高級存儲技術（如重復數(shù)據(jù)刪除）結(jié)合使用，從系統(tǒng)中獲得盡可能多的空間。但是，這是有代價的。在很多情況下，這些系統(tǒng)設置不當，出現(xiàn)故障時整個系統(tǒng)崩潰。

在設置RAID陣列之前，無論您是家庭用戶還是企業(yè)IT管理員，都要仔細考慮RAID級別是否適合您的需求，或者甚至根本不需要RAID。請記住，開始時的疏忽會導致嚴重的問題，成本高昂，并可能導致數(shù)據(jù)丟失。隨著時間的推移，存儲數(shù)據(jù)的新方法不斷被探索，發(fā)明和發(fā)展，RAID很可能不會很快消失。
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