如果您曾经考虑购买NAS设备或服务器,尤其是对于小型企业,则毫无疑问会遇到“ RAID”一词。 RAID代表廉价(或有时是“独立”)磁盘冗余阵列。 通常,启用RAID的系统使用两个或多个硬盘来提高性能或为计算机(通常是NAS或服务器)提供一定程度的容错能力。 容错只是意味着通过确保具有故障组件的机器(通常是硬盘驱动器)仍然可以运行,为故障硬件提供安全网。 容错功能减少了生产力的中断,并且还减少了数据丢失的机会。
配置容错的方式取决于您设置的RAID级别。 RAID级别取决于存储设备中的磁盘数量,驱动器故障转移和恢复对数据需求的关键程度以及最大化性能的重要性。 通常,与家庭用户相比,在硬件故障的情况下,企业会更迫切需要保持数据完整。 不同的RAID级别代表不同的配置,旨在在性能优化和数据保护之间提供不同的平衡。
RAID概述
传统上,RAID是在企业和组织中实现的,而磁盘容错和优化性能是必须的,而不是奢侈的东西。 商业数据中心中的服务器和NASes通常具有RAID控制器-一种控制磁盘阵列的硬件。 这些系统具有多个SSD或SATA驱动器,具体取决于RAID配置。 由于消费者对存储的需求增加,家用NAS设备也支持RAID。 家用,专业和小型企业NAS越来越多地带有两个或多个磁盘驱动器托架,以便用户可以像企业一样利用RAID的功能。
软件RAID意味着您可以设置RAID,而无需专用的硬件RAID控制器。 RAID功能是操作系统固有的功能。 Windows 8的存储空间功能和Windows 7(Pro和Ultimate版)具有对RAID的内置支持。 您可以设置一个具有两个分区的磁盘:一个分区从中启动,另一个分区用于数据存储并镜像数据分区。
这种类型的RAID在其他操作系统(包括OS X Server,Linux和Windows Server)中也可用。 由于这种类型的RAID已经成为操作系统的功能,因此价格不可战胜。 软件RAID也可以包含由Dot Hill等供应商提供的虚拟RAID解决方案,以交付功能强大的基于主机的虚拟RAID适配器。 但是,该解决方案更适合企业网络。
哪种RAID适合我?
如前所述,有几种RAID级别,选择哪种级别取决于您是将RAID用于性能还是为了容错(或两者兼而有之)。 具有硬件RAID还是软件RAID也很重要,因为软件支持的级别比基于硬件的RAID少。 对于硬件RAID,您拥有的控制器的类型也很重要。 不同的控制器支持不同级别的RAID,也规定了阵列中可以使用的磁盘类型:SAS,SATA或SSD。
以下是流行的RAID级别的摘要:
•RAID 0用于提高服务器的性能。 也称为“磁盘条带化”。 使用RAID 0,数据将跨多个磁盘写入。 这意味着计算机正在处理的工作由多个磁盘而不是仅由一个磁盘处理,从而提高了性能,因为多个驱动器正在读取和写入数据,从而改善了磁盘I / O。 最少需要两个磁盘。 与大多数控制器一样,软件RAID和硬件RAID均支持RAID 0。 缺点是没有容错能力。 如果一个磁盘发生故障,则将影响整个阵列,并且数据丢失或损坏的机会也会增加。
RAID 1是一种容错配置,称为“磁盘镜像”。 使用RAID 1,可以将数据无缝且同时地从一个磁盘无缝复制到另一个磁盘,从而创建副本或镜像。 如果一个磁盘被炸掉,另一个可以继续工作。 这是实现容错的最简单方法,而且成本相对较低。
缺点是RAID 1会稍微降低性能。 RAID 1可以通过软件或硬件来实现。 RAID 1硬件实施最少需要两个磁盘。 使用软件RAID 1,而不是两个物理磁盘,可以在单个磁盘上的卷之间镜像数据。 需要记住的另一点是,RAID 1将磁盘总容量减少了一半:如果为具有两个1TB驱动器的服务器配置了RAID 1,则总存储容量将为1TB而不是2TB。
•RAID 5是迄今为止用于企业服务器和企业NAS设备的最常见RAID配置。 该RAID级别提供了比镜像更好的性能以及容错能力。 使用RAID 5时,数据和奇偶校验(这是用于恢复的其他数据)被划分到三个或更多磁盘上。 如果磁盘出现错误或开始出现故障,则会从该分布式数据和奇偶校验块中无缝且自动地重新创建数据。 从本质上讲,即使只有一个磁盘进入存储桶,直到您可以更换发生故障的驱动器,该系统仍可正常运行。 RAID 5的另一个好处是,它允许许多NAS和服务器驱动器可以“热插拔”,这意味着万一阵列中的驱动器发生故障,可以在不关闭服务器或NAS且无需关闭服务器或NAS的情况下,将该驱动器与新驱动器交换。中断可能正在访问服务器或NAS的用户。 这是一个很好的容错解决方案,因为随着驱动器发生故障(最终它们将失败),可以在更换故障磁盘时将数据重建到新磁盘上。 RAID 5的缺点是对执行大量写操作的服务器的性能造成了影响。 例如,如果服务器上的RAID 5具有许多员工在工作日访问的数据库,则可能会出现明显的延迟。
•RAID 6在企业中也经常使用。 它是RAID 5的更强大的解决方案,因为它使用的奇偶校验块比RAID 5多。它与RAID 5相同,您可以使两个磁盘消失,并使系统仍在运行。
RAID 10是RAID 1和0的组合,通常表示为RAID 1 + 0。 它结合了RAID 1的镜像和RAID 0的条带化。它是提供最佳性能的RAID级别,但它也很昂贵,需要的磁盘数量是其他RAID级别的两倍,最少需要四个。 对于高利用率的数据库服务器或执行许多写操作的任何服务器,这是RAID级别的理想选择。 RAID 10可以实现为硬件或软件,但通常的共识是,使用软件RAID 10会失去许多性能优势。
其他RAID级别还有其他RAID级别:2、3、4、7、0 + 1…但是它们实际上是已经提到的主要RAID配置的变体,它们用于特定情况。 这是每个的一些简短描述:
•RAID 2与RAID 5类似,但不是使用奇偶校验来对磁盘进行条带化,而是在位级别进行条带化。 很少部署RAID 2,因为实现成本通常很高(典型设置需要10个磁盘),并且某些磁盘I / O操作的性能较差。
•RAID 3也类似于RAID 5,但此解决方案需要专用的奇偶校验驱动器。 除了最专业的数据库或处理环境外,很少使用RAID 3,这可以从中受益。
RAID 4是一种配置,其中磁盘条带化发生在字节级别,而不是RAID 3中的位级别。
•RAID 7是现已解散的存储计算机公司拥有的RAID的专有级别。
•RAID 0 + 1通常与RAID 10(即RAID 1 + 0)互换,但两者并不相同。 RAID 0 + 1是具有作为RAID 0阵列的段的镜像阵列。 它在需要高性能但不需要高度可伸缩性的特定基础结构中实现。
对于大多数中小型企业而言,RAID 0、1、5以及在某些情况下为10足以满足良好的容错能力和性能要求。 对于大多数家庭用户而言,RAID 5可能会过高,但是RAID 1镜像提供了不错的容错能力。
重要的是要记住,RAID既不是备份,也不是替换备份策略,最好是自动备份策略。 备份到RAID设备很可能是这种策略的一部分。 不能拥有拥有RAID功能的设备,而将其用作主服务器或存储设备。 RAID是优化NAS和服务器性能并快速从硬件故障中恢复的一种好方法,但这只是整体灾难恢复解决方案的一部分。