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原创

NAS到底使用哪一种RAID方案比较好?

2023-06-26 01:37:46
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RAID是独立磁盘冗余阵列的缩写,即用多个独立的磁盘组成在一起形成一个大的磁盘系统,从而实现比单块磁盘更好的存储性能和更高的可靠性。RAID可以分为多种级别,每种级别都有不同的优缺点。例如,RAID 0提供了最高的性能,但没有冗余;RAID 1提供了最高的可靠性,但需要更多的硬盘;RAID 5和6提供了一定程度的冗余和性能。

当谈到RAID时,最常看到的问题是:“哪种RAID最好?”。其实,哪种最好取决于你想要实现什么以及你愿意为此放弃什么。你应该首先问自己的问题是:“我的数据有多重要?”。比如一块硬盘坏了,取决于不同的RAID方案,如RAID 5,你只是丢失了一块硬盘,这个时候用一块新硬盘换上去就行了,而如果你用的RAID 0那就完蛋了,坏掉一个硬盘意味着你的整个RAID损毁!你可能需要考虑更安全的RAID配置,这样RAID就可以承受失去两个或更多的硬盘。而更高的数据安全性的问题在于你可能不得不放弃速度或容量。
 

 
RAID有三个主要的优点:性能、容量和完整性。性能是RAID读写数据的速度,通常用每秒读写的兆字节数和毫秒延迟时间来衡量。容量是RAID可以存储多少数据。完整性是RAID可以容忍多少块硬盘损坏而不会丢失数据。让人纠结的点在于,你可能无法同时享受这三个优点。

上面的RAID三角显示了RAID的三个属性。如果将鼠标光标放在三角形中心并移动到一个属性,则会看到其他属性越来越远。例如,RAID0既快又具有最高容量,但完全没有数据完整性。另一方面,RAID1具有出色的完整性和快速读取速度,但写入速度较慢(多个副本)并且容量有限。

各种RAID类型的优缺点如下:
 

RAID 0或条带化阵列没有冗余,但提供了最佳性能和额外的存储空间。任何驱动器故障都会破坏整个阵列,因此RAID 0不安全。如果你需要用于视频编辑的高速临时空间,那么RAID0效果很好。
 

RAID 1或镜像阵列只是在阵列中的每个驱动器上镜像相同的数据。这是非常好的冗余,这意味你可以失去除一个之外的所有驱动器,仍然可以访问数据。RAID 1的优点是RAID读取速度随着添加到阵列中的每个驱动器而增加。最大的缺点是容量低和写入速度慢。无论RAID中有多少驱动器,你都只能使用单个驱动器的总容量。速度降低是因为每个驱动器都获得了相同文件的完整副本。镜像阵列通常应用于两个2硬盘,而不是12和24个,因为那样做会浪费大量空间。
 
 
 

RAID 2、RAID 3和RAID 4现在在IT行业已经不再使用了。RAID 2使用与专用ECC驱动器相同数量的磁盘。RAID 3和4使用单个专用奇偶校验驱动器。由于糟糕的随机读写性能,这些RAID都不再在生产中使用。
 

RAID 5或RAID Z将奇偶校验与数据一起分布存储,并且可以容忍丢失一个物理驱动器。因为需要计算奇偶校验,所以RAID 5比RAID 0慢,但RAID 5更安全。RAID 5至少需要三个硬盘,其中一个磁盘的空间用于奇偶校验。
 

RAID 6或RAID Z2也是将奇偶校验与数据一起分布存储,并且可以容忍失去两个物理驱动器,而不仅仅是像RAID 5那样只容忍失去一个物理驱动器。因为需要计算更多的奇偶校验,所以RAID 6比RAID 5慢,但RAID6更安全。raid z2至少需要四个磁盘,并将使用两个磁盘空间进行奇偶校验。
 

RAID 7或RAID Z3与RAID 5和6一样分布奇偶校验,但RAID 7可以容忍失去三个物理驱动器。由于需要计算三重奇偶校验,因此RAID 7比RAID 5和RAID 6更慢,但RAID 7是三者中最安全的。raid z3至少需要四个磁盘,但应该使用不少于五个磁盘,其中三个磁盘的空间用于奇偶校验。
 

RAID 10或RAID 1 + 0是数据的镜像和条带化。最简单的RAID 10阵列有四个磁盘,并由两对镜像组成。磁盘1和2是镜像,而单独的磁盘3和4是另一个镜像。然后在两个镜像上进行条带化(比如RAID0)。你可以在每个镜像中失去一个驱动器,数据仍然是安全的。但不能同时失去组成一个镜像的两个驱动器,例如驱动器1和2不能同时丢失。RAID 10的优点是读取数据很快。缺点是写入速度慢(多个镜像)而且容量低。
RAID 60或RAID 6 + 0是两个或多个RAID6卷的条带化。你可以获得RAID 6的安全性(每个RAID 6阵列容忍失去两个驱动器)和RAID 0条带化读取速度的优势。缺点与RAID 10相同。
 

RAID 60或RAID 6 + 0是两个或多个RAID 6卷的条带化。就像RAID 10一样,你可以利用RAID 6的安全性和RAID 0条带化读取速度的优势,但会失去容量的优势。

在选择RAID配置时,你可能会看到RAID Z或RAID 5并看到速度和容量的优势,然后认为它是一个好选择。从实际经验来看,我们强烈建议不要使用RAID 5。它根本不够安全。RAID 5的问题在于你只有一个带奇偶校验的驱动器。当一个驱动器失效时,RAID 5阵列会降级,此时你不能再失去另一个驱动器,否则整个阵列都会丢失;即所有数据都会丢失。大多数情况下虽然发生的是一个驱动器失效,但当你更换驱动器时阵列开始重新同步或重建,在这个重建过程中你有很大的机会会再次失去另一个驱动器,比如硬盘URE的影响等等。

因此,在实际的环境中建议使用RAID 6(双重奇偶校验)可以比较好的兼顾容量与安全性的平衡。
 
参考文献:
https://www.diskpart.com/articles/raid-partition-manager.html
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RAID是独立磁盘冗余阵列的缩写,即用多个独立的磁盘组成在一起形成一个大的磁盘系统,从而实现比单块磁盘更好的存储性能和更高的可靠性。RAID可以分为多种级别,每种级别都有不同的优缺点。例如,RAID 0提供了最高的性能,但没有冗余;RAID 1提供了最高的可靠性,但需要更多的硬盘;RAID 5和6提供了一定程度的冗余和性能。

当谈到RAID时,最常看到的问题是:“哪种RAID最好?”。其实,哪种最好取决于你想要实现什么以及你愿意为此放弃什么。你应该首先问自己的问题是:“我的数据有多重要?”。比如一块硬盘坏了,取决于不同的RAID方案,如RAID 5,你只是丢失了一块硬盘,这个时候用一块新硬盘换上去就行了,而如果你用的RAID 0那就完蛋了,坏掉一个硬盘意味着你的整个RAID损毁!你可能需要考虑更安全的RAID配置,这样RAID就可以承受失去两个或更多的硬盘。而更高的数据安全性的问题在于你可能不得不放弃速度或容量。
 

 
RAID有三个主要的优点:性能、容量和完整性。性能是RAID读写数据的速度,通常用每秒读写的兆字节数和毫秒延迟时间来衡量。容量是RAID可以存储多少数据。完整性是RAID可以容忍多少块硬盘损坏而不会丢失数据。让人纠结的点在于,你可能无法同时享受这三个优点。

上面的RAID三角显示了RAID的三个属性。如果将鼠标光标放在三角形中心并移动到一个属性,则会看到其他属性越来越远。例如,RAID0既快又具有最高容量,但完全没有数据完整性。另一方面,RAID1具有出色的完整性和快速读取速度,但写入速度较慢(多个副本)并且容量有限。

各种RAID类型的优缺点如下:
 

RAID 0或条带化阵列没有冗余,但提供了最佳性能和额外的存储空间。任何驱动器故障都会破坏整个阵列,因此RAID 0不安全。如果你需要用于视频编辑的高速临时空间,那么RAID0效果很好。
 

RAID 1或镜像阵列只是在阵列中的每个驱动器上镜像相同的数据。这是非常好的冗余,这意味你可以失去除一个之外的所有驱动器,仍然可以访问数据。RAID 1的优点是RAID读取速度随着添加到阵列中的每个驱动器而增加。最大的缺点是容量低和写入速度慢。无论RAID中有多少驱动器,你都只能使用单个驱动器的总容量。速度降低是因为每个驱动器都获得了相同文件的完整副本。镜像阵列通常应用于两个2硬盘,而不是12和24个,因为那样做会浪费大量空间。
 
 
 

RAID 2、RAID 3和RAID 4现在在IT行业已经不再使用了。RAID 2使用与专用ECC驱动器相同数量的磁盘。RAID 3和4使用单个专用奇偶校验驱动器。由于糟糕的随机读写性能,这些RAID都不再在生产中使用。
 

RAID 5或RAID Z将奇偶校验与数据一起分布存储,并且可以容忍丢失一个物理驱动器。因为需要计算奇偶校验,所以RAID 5比RAID 0慢,但RAID 5更安全。RAID 5至少需要三个硬盘,其中一个磁盘的空间用于奇偶校验。
 

RAID 6或RAID Z2也是将奇偶校验与数据一起分布存储,并且可以容忍失去两个物理驱动器,而不仅仅是像RAID 5那样只容忍失去一个物理驱动器。因为需要计算更多的奇偶校验,所以RAID 6比RAID 5慢,但RAID6更安全。raid z2至少需要四个磁盘,并将使用两个磁盘空间进行奇偶校验。
 

RAID 7或RAID Z3与RAID 5和6一样分布奇偶校验,但RAID 7可以容忍失去三个物理驱动器。由于需要计算三重奇偶校验,因此RAID 7比RAID 5和RAID 6更慢,但RAID 7是三者中最安全的。raid z3至少需要四个磁盘,但应该使用不少于五个磁盘,其中三个磁盘的空间用于奇偶校验。
 

RAID 10或RAID 1 + 0是数据的镜像和条带化。最简单的RAID 10阵列有四个磁盘,并由两对镜像组成。磁盘1和2是镜像,而单独的磁盘3和4是另一个镜像。然后在两个镜像上进行条带化(比如RAID0)。你可以在每个镜像中失去一个驱动器,数据仍然是安全的。但不能同时失去组成一个镜像的两个驱动器,例如驱动器1和2不能同时丢失。RAID 10的优点是读取数据很快。缺点是写入速度慢(多个镜像)而且容量低。
RAID 60或RAID 6 + 0是两个或多个RAID6卷的条带化。你可以获得RAID 6的安全性(每个RAID 6阵列容忍失去两个驱动器)和RAID 0条带化读取速度的优势。缺点与RAID 10相同。
 

RAID 60或RAID 6 + 0是两个或多个RAID 6卷的条带化。就像RAID 10一样,你可以利用RAID 6的安全性和RAID 0条带化读取速度的优势,但会失去容量的优势。

在选择RAID配置时,你可能会看到RAID Z或RAID 5并看到速度和容量的优势,然后认为它是一个好选择。从实际经验来看,我们强烈建议不要使用RAID 5。它根本不够安全。RAID 5的问题在于你只有一个带奇偶校验的驱动器。当一个驱动器失效时,RAID 5阵列会降级,此时你不能再失去另一个驱动器,否则整个阵列都会丢失;即所有数据都会丢失。大多数情况下虽然发生的是一个驱动器失效,但当你更换驱动器时阵列开始重新同步或重建,在这个重建过程中你有很大的机会会再次失去另一个驱动器,比如硬盘URE的影响等等。

因此,在实际的环境中建议使用RAID 6(双重奇偶校验)可以比较好的兼顾容量与安全性的平衡。
 
参考文献:
https://www.diskpart.com/articles/raid-partition-manager.html
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