下面我們來看如何使用RAID增加傳統機器硬盤的性能,首先我們來了解一下什么是RAID,RAID是磁盤冗余隊列的簡稱,簡單的來說就是RAID可以把多個容量較小的磁盤組成一組容量更大的磁盤,并且提供數據冗余來保證數據完整性的技術,從定義中我們也可以看到,RAID的主要作用呢,是可以利用多個小的磁盤,組成一組大的磁盤,這樣就擴展了傳統磁盤的存儲空間,從前面我們對傳統磁盤的介紹中呢,可以看到,對于服務器傳統的磁盤來說,越小性能可能就越高,但是相對于來說呢,存儲空間也會越小,所以我們就可以使用RAID來解決這個技術,這個問題,提供了數據的冗余,也就是減少了因為磁盤的損壞導致數據丟失的可能性,當然具體是否可以提供這種冗余呢,要看我們的RAID級別,RAID通過在多個磁盤上存儲和讀取數據呢,來大幅度的提高系統的存儲量,在RAID中呢可以讓很多磁盤驅動器同時傳輸數據,而這些磁盤驅動器呢在邏輯上又是一個磁盤驅動器,所以使用RAID可以達到單個磁盤驅動器幾倍的幾十倍上百倍的存儲效率,傳輸速率也是和我們有多少磁盤是息息相關的,這也是RAID最初想解決的一個問題,因為當時CPU已經很快了,磁盤驅動器的速度始終是無法大幅度提高的,所以需要一種方案來解決這種矛盾,下面我們看一下主要的一種級別,不會覆蓋所有的RAID級別的,所以在數據庫中會經常使用到這些級別

我們先來看看最簡單的RAID級別,也就是RAID0,這是在百度百科中的對RAID0的一種說明,RAID0是最早出現的RAID模式,也稱之為數據條帶,是組件磁盤陣列中最簡單的一種形式,只需要兩塊及兩塊以上的磁盤就可以了,他的成本也比較低,可以提高磁盤的性能和吞吐量,RAID0沒有,但是實現的成本就是最低的

從上面的圖中呢,可以很清楚的看到RAID0的實現方式,簡單來說,就是多個磁盤串聯在一起,從而形成一個更大的磁盤,比如我們有3塊300G的磁盤,RAID0就可以得到一個900G的磁盤

并且在寫入的時候,并發像3個磁盤進行寫入,理論上就是磁盤的3倍,同時RAID0也是最簡單的一種RAID方式,最少只需要兩塊磁盤就可以組成RAID0了,所以從成本上和性能上來說,RAID0可能是性價比最高的一種配置了,但是如果考慮到數據的恢復,和可靠性因素,應該就稱為成本最高的一種配置,因為在RAID0中,數據沒有冗余,并且比單個的損壞性還要高,因為RAID0中任何一塊磁盤的損壞,都會導致數據丟失,我們所舉的三個磁盤的例子,損壞的可能性比一塊要高出三倍,所以呢RAID0適合不擔心數據丟失的情況,比如可以從其他的數據庫,克隆的備庫,一次性使用的數據庫,這種情況我們可以使用RAID0,存儲的一種機制

我們再來看RAID1的定義,RAID1又稱之為磁盤鏡像,原理就是把一個磁盤的數據鏡像到另一個磁盤上,在寫入一塊磁盤的同時,也會在另一塊閑置的磁盤呢生成鏡像文件,在不影響性能的情況下,最大限度的保證系統的可靠性和可修復性

還是以這個圖來看一看吧,這個圖就是RAID1的虛擬圖,我們看與RAID0唯一的不同之處呢,就是畫了一個等于號,也就是說這兩塊磁盤是完全一樣的,從定義上呢,我們也可以知道,RAID1中呢,只要任何一個鏡像盤中,至少有一塊盤是可以使用的,甚至在一半數據量的硬盤出現問題的時候呢,系統仍然可以正常運行,當一塊硬盤失效時,系統會忽略該硬盤,轉而使用剩下的鏡像盤,來讀取數據,具有很好的磁盤的冗余能力,雖然這樣對數據庫的安全性來講是絕對安全的,但是成本也會明顯增加,磁盤的使用率就減少了百分之五十,以4塊300G的硬盤來說呢,可使用的磁盤空間呢,只有600G,另外出現故障的系統就不再可靠了,應當更換硬盤,否則剩余的鏡像盤也出現問題,整個系統就會奔潰,更換硬盤后,也有的數據需要很長的時間來進行同步鏡像,這個時候雖然數據的訪問不受到影響,但是整個系統的性能是有所下降的,RAID1在很多情況下,可以提供很好的服務性能,并且在不同的磁盤間冗余數據,所以數據冗余性很好,RAID1比RAID0要快一些,所以非常適合存放日志啊,或者是類似的一些工作,RAID0和RAID1都是很簡單的,大部分系統都可以通過軟件來實現這兩種RAID模式

我們下面要介紹這種RAID模式呢,就是要比RAID0和RAID1要復雜一些,那就是RAID5,同樣我們來看看RAID5是如何定義的,RAID5又稱之為分布式奇偶校驗磁盤陣列,他通過分布式奇偶校驗快把數據分散到多個磁盤上,這樣如果任何一個磁盤數據丟失,都可以從奇偶校驗快中重建,但是如果兩塊磁盤失效,則整個卷的數據都無法恢復

同樣我們可以通過這個圖看看RAID5的方式,上圖中Ap,Dp,Cp,Dp,分別代表了各個區的奇偶校驗值,可見如果磁盤0出現問題,則可以通過其他三塊磁盤的數據,重新計算出磁盤0的數據,進行恢復,但是如果兩塊磁盤同時出現問題,就無法通過奇偶計算值計算數據了,這是一種最經濟的一種冗余配置,因為一個陣列只需要一塊磁盤的存儲空間,在RAID5上隨機寫比較慢,因為每次寫呢,都要磁盤上兩次讀兩次寫,以存儲校驗位的數值,但是隨機讀和順序讀呢,都很快,就是因為讀取時并不需要校驗位,所以RAID5比較適合于以讀為主的數據業務,RAID5的最大性能問題呢,就是在磁盤失效的時候,因為數據需要重新分配到其他磁盤上,這回嚴重的影響磁盤的性能,所以一定要使用RAID5的話,一定要使用在那種從數據庫服務器上

最后我們來看一看對數據庫來說,最好的一種RAID配置,也就是RAID10,可以說RAID10是對于數據庫最好的一種選擇,RAID10又分為分片的鏡像,他對磁盤先做RAID1，只會對兩組RAID1做RAID0,所以對讀寫性能都是非常好,相對于RAID5重建起來會更加的簡單,速度也會更快

這個圖就是RAID10的示意圖,最下面的磁盤進行RAID1,兩組RAID1進行RAID0的操作,但是在RAID10中呢,如果出現一塊磁盤損壞,性能也會出現大幅的下降,讀取可以精確到兩塊盤中同時讀取,如果損壞了一塊,就從一塊盤中進行讀取了,所以讀取性能可能會下降到百分之五十

上面我們介紹了數據庫常用的RAID的幾種級別,下面我們看看如何在RAID中進行選擇,關于RAID的級別選擇呢,我們提供了一個各個級別對比的表,大家可以從表上看出,RAID0的特點是便宜,快速,比較危險,一旦一塊磁盤出現問題呢,我們整個數據都會受到影響,同時也就是說他是沒有冗余的,磁盤的盤數呢,只要他大于兩塊,都可以做RAID0,他的特點是讀寫特別快,RAID1他的特點是高速讀,簡單且安全,它是完全的做了數據的冗余,要求的盤數至少要有兩塊,我們說他的讀是快的,但是寫呢相對就比較慢,因為每次寫都要進行一次鏡像,而RAID5的特點呢,安全,成本比較適中,同時具有冗余,他的盤數至少是N+1塊,他的讀比較快,而寫呢就取決于我們RAID5最慢的一塊磁盤,而RAID10呢,特點就是一個字,貴,但是高速且安全,并且存在數據冗余,盤的數量需要2N塊,比如4塊8塊那種,磁盤的數量,特點是讀塊,寫也快,對于數據庫應用,特別是讀寫比較頻繁的數據庫,大家最好還是選擇RAID10這種RAID級別,而對于不重要的,重建的從庫呢可以選擇RAID0,RAID5這種RAID級別,但是要小心RAID5出現磁盤損壞時候的IO的大幅下降,帶來主從延遲的問題,另外RAID對速度還是有很大的影響的,所以大家在選擇RAID卡的時候呢,要注意最好選用緩存的RAID控制器,這個就是我們對RAID大概的一個講解,也就告訴大家如何選擇RAID的級別,下面我們再來看看另外一種存儲設備

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的使用RAID增加传统机器硬盘的性能的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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