raid是什么？壞了數據可以恢復嗎
瀏覽量： 次 發布日期：2017-12-30 15:36:10
數十年前開發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。即使是現代的服務器和存儲在內部運行RAID技術 - 主要是在企業，但也越來越多的消費類NAS系統。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年發明了RAID這個術語。次年，他們在六月的SIGMOD會議上發表了他們關于“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”的數據存儲不僅是常見的，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，這種情況開始發生變化。
因此，這些第一臺非主機計算機的硬盤已經比主機系統中的硬盤便宜得多，這就成為三者開發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動器的可靠性。
RAID解釋
RAID基于數據在多個廉價或獨立驅動器上傳播或復制的概念。系統中的驅動器配置為可以通過兩個或多個驅動器分配或復制數據以進行負載分配，或者在驅動器出現故障時幫助恢復數據。有兩種技術方法可以實現這一目標：通過硬件解決方案，專用RAID控制器或大多已經包含在現代操作系統中的軟件解決方案。基于硬件的系統使用RAID控制器獨立于主機來管理RAID，因此操作系統不了解RAID的技術工作，并將整個存儲系統看作是連接到主機的單個卷。
除了這些技術實現之外，RAID概念基于這三個基本原則：
奇偶校驗 是通過RAID系統分配信息的一種方式，允許在發生驅動器故障的情況下恢復數據。
冗余 是系統體系結構中重要組件的重復，以提高可靠性并充當故障安全。實質上，它允許在整個系統出現故障之前發生多個組件故障，在RAID系統的情況下，這些組件是驅動器。
鏡像 是指將相同的數據從一個磁盤復制到另一個磁盤。分條是另一種將數據寫入多個磁盤的方法。根據系統要求，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級別已經被開發出來了：
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。數據在至少兩個磁盤上進行分區，每添加一個磁盤，讀/寫性能和存儲容量都會在一個驅動器上增加。如果一個驅動器出現故障，則RAID控制器無法重建。
RAID 1 使用“鏡像”，顧名思義，鏡像相同的數據跨兩個磁盤，因此它提供了最低級別的RAID冗余。RAID 1可以在單個驅動器上實現雙倍的讀取性能，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。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動器，則可將其作為系統中的閑置驅動器，而不會保存數據。如果一個磁盤出現故障，則可以通過使用其他驅動器中的奇偶校驗數據將數據重建到熱備用。數據完成重建后，您可以移除發生故障的驅動器，并將其更換為新的驅動器，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發生故障，也可以重新創建數據。雙奇偶校驗分散在所有磁盤上，占用兩個驅動器的空間。
在過去的30年中，RAID系統制造商主要開發了更多的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。
驅動器故障和RAID的危險
如果在RAID 1或RAID 5配置中發生磁盤故障，則用戶不應更換發生故障的驅動器，直到確保備份其余磁盤上的所有數據為止。在很多情況下，尤其是當解決方案使用相同產品的磁盤時，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提供的所有優點，包括更好的性能和數據安全性，用戶也往往會忘記RAID不是備份！ RAID可以與備份結合使用，從而使整個存儲系統更安全，但永遠不會使用RAID來代替備份。相反，當一個RAID系統由于硬件RAID控制器故障而導致RAID系統發生故障時，要使RAID啟動并運行并在遇到此類事件時恢復丟失的數據會更為復雜。
NAS系統對于家庭用戶來說變得更加實惠。他們將內置RAID配置與其他高級存儲技術（如重復數據刪除）結合使用，從系統中獲得盡可能多的空間。但是，這是有代價的。在很多情況下，這些系統設置不當，出現故障時整個系統崩潰。
在設置RAID陣列之前，無論您是家庭用戶還是企業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，并可能導致數據丟失。隨著時間的推移，存儲數據的新方法不斷被探索，發明和發展，RAID很可能不會很快消失。
加州大學伯克利分校的David Patterson，Garth A. Gibson和Randy Katz在1987年發明了RAID這個術語。次年，他們在六月的SIGMOD會議上發表了他們關于“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”的數據存儲不僅是常見的，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，這種情況開始發生變化。
因此，這些第一臺非主機計算機的硬盤已經比主機系統中的硬盤便宜得多，這就成為三者開發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動器的可靠性。
RAID解釋
RAID基于數據在多個廉價或獨立驅動器上傳播或復制的概念。系統中的驅動器配置為可以通過兩個或多個驅動器分配或復制數據以進行負載分配，或者在驅動器出現故障時幫助恢復數據。有兩種技術方法可以實現這一目標：通過硬件解決方案，專用RAID控制器或大多已經包含在現代操作系統中的軟件解決方案。基于硬件的系統使用RAID控制器獨立于主機來管理RAID，因此操作系統不了解RAID的技術工作，并將整個存儲系統看作是連接到主機的單個卷。
除了這些技術實現之外，RAID概念基于這三個基本原則：
奇偶校驗 是通過RAID系統分配信息的一種方式，允許在發生驅動器故障的情況下恢復數據。
冗余 是系統體系結構中重要組件的重復，以提高可靠性并充當故障安全。實質上，它允許在整個系統出現故障之前發生多個組件故障，在RAID系統的情況下，這些組件是驅動器。
鏡像 是指將相同的數據從一個磁盤復制到另一個磁盤。分條是另一種將數據寫入多個磁盤的方法。根據系統要求，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級別已經被開發出來了：
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。數據在至少兩個磁盤上進行分區，每添加一個磁盤，讀/寫性能和存儲容量都會在一個驅動器上增加。如果一個驅動器出現故障，則RAID控制器無法重建。
RAID 1 使用“鏡像”，顧名思義，鏡像相同的數據跨兩個磁盤，因此它提供了最低級別的RAID冗余。RAID 1可以在單個驅動器上實現雙倍的讀取性能，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。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動器，則可將其作為系統中的閑置驅動器，而不會保存數據。如果一個磁盤出現故障，則可以通過使用其他驅動器中的奇偶校驗數據將數據重建到熱備用。數據完成重建后，您可以移除發生故障的驅動器，并將其更換為新的驅動器，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發生故障，也可以重新創建數據。雙奇偶校驗分散在所有磁盤上，占用兩個驅動器的空間。
在過去的30年中，RAID系統制造商主要開發了更多的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。
驅動器故障和RAID的危險
如果在RAID 1或RAID 5配置中發生磁盤故障，則用戶不應更換發生故障的驅動器，直到確保備份其余磁盤上的所有數據為止。在很多情況下，尤其是當解決方案使用相同產品的磁盤時，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提供的所有優點，包括更好的性能和數據安全性，用戶也往往會忘記RAID不是備份！ RAID可以與備份結合使用，從而使整個存儲系統更安全，但永遠不會使用RAID來代替備份。相反，當一個RAID系統由于硬件RAID控制器故障而導致RAID系統發生故障時，要使RAID啟動并運行并在遇到此類事件時恢復丟失的數據會更為復雜。
NAS系統對于家庭用戶來說變得更加實惠。他們將內置RAID配置與其他高級存儲技術（如重復數據刪除）結合使用，從系統中獲得盡可能多的空間。但是，這是有代價的。在很多情況下，這些系統設置不當，出現故障時整個系統崩潰。
在設置RAID陣列之前，無論您是家庭用戶還是企業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，并可能導致數據丟失。隨著時間的推移，存儲數據的新方法不斷被探索，發明和發展，RAID很可能不會很快消失。
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