raid 1 vs raid 5速度不是一切的競賽

絕大多數現代企業都將計算機系統大量集成到他們的日常工作中。儘管這已將許多公司推向更高的高度,但真正為其成功負責的系統是其中央服務器,可在需要時存儲和分發大量數據。

為了讓這些服務器存在,​​它們必須使用 RAID 技術,使它們能夠無縫地互連多個硬盤驅動器,以實現更高的性能和數據保護等目的。

在本文中,我們將研究 RAID 1 與 RAID 5,以及兩種設置之間的主要區別。

如果您對其他 RAID 級別比較感興趣,我們還將介紹以下最常比較的對:

  • RAID 0 與 RAID 1
  • RAID 5 與 RAID 6
  • RAID 5 與 RAID 10
  • 硬件 RAID 與軟件 RAID

什麼是 RAID 1:數據複製

Raid 1 在設計時考慮了數據恢復,並使用稱為鏡像的協議來實現它。鏡像使計算機將保存在其中的任何信息的副本寫入第二個硬盤驅動器上,從而創建一個完美的副本。這意味著如果一個硬盤驅動器發生故障,另一個可以用來恢復丟失的任何數據。由於成本較高,這種設置通常用於預算較大的企業。

RAID 1 驅動器設置圖

例子

假設您有一個大小為 100 GB 的文件,並且您正在使用 RAID 1 設置將其保存到具有兩個硬盤驅動器的計算機上。無論您將文件保存到計算機,還是在計算機上創建文件,都會同時在第二個驅動器上創建一個副本。這意味著任何文件都需要兩倍的存儲空間,但如果丟失也很容易恢復。

RAID 1 的優點

  • 出色的讀/寫速度。可以使用多路復用的 RAID 控制器從多個磁盤讀取數據。
  • 如果驅動器發生故障,您無需重建數據,只需將數據複製到替換驅動器即可。恢復過程簡單而快速,對於那些需要廉價、高容錯能力的人來說,它是一個很好的選擇。
  • RAID 1 是一種易於實現的技術,因為它不使用帶有奇偶校驗系統的磁盤。
  • 可擴展更多磁盤以添加額外的冗餘。
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RAID 1 的缺點

  • 由於數據被多次寫入,存儲容量是最小驅動器總容量的一半或 50%。
  • 如果磁盤發生故障,必須關閉系統,以便修復或換出故障磁盤。

什麼是 RAID 5:無冗餘恢復

RAID 5 系統的創建旨在彌合驅動器性能和冗餘之間的差距。與 RAID 0 非常相似,它使用稱為條帶化的過程,將數據分成相等的部分,並按順序將它們分佈在多個驅動器上。此外,它利用了一種稱為奇偶校驗的功能,該功能用於計算原始文件丟失時文件將包含的內容。

Parity 不是一個備份系統,而是一個文件系統,它知道什麼數據在哪裡,允許它檢查給定文件中的信息是否包含它應該包含的所有內容。為了增加安全性,RAID 5 建立在早期的 RAID 級別上,還剝離了其奇偶校驗系統,這意味著給定文件的奇偶校驗數據存儲在與文件本身不同的驅動器上。

RAID 5 驅動器設置圖

例子

Raid 5 與 RAID 1 根本不同,所以我們必須稍微改變一下我們的例子。考慮幾個文件,A、B 和 C,每個文件都被分成兩半並使用三個驅動器和 RAID 5 設置存儲在計算機上。您將看到類似於下面的圖表:

磁盤 1 磁盤 2 磁盤 3
A1 A2 平價
B1 B 奇偶校驗 B2
C 奇偶校驗 C1 C2

如您所見,文件 A、B 和 C 仍然按順序存儲,但每個文件之間都有奇偶校驗部分。起初這看起來令人困惑,但實際上允許計算機幾乎與類似的 RAID 0 設置一樣快地運行,同時仍保持與 RAID 1 相當的數據安全性,而無需複制任何信息。

讓我們更進一步,假設磁盤 2 發生故障並且所有數據都丟失了。這意味著我們丟失了文件 A2、C1 和文件 B 的奇偶校驗數據。文件 A 和 C 的奇偶校驗數據仍然存在於其他驅動器上,因此可以恢復這些文件,因為只有文件 B 的奇偶校驗數據丟失,一旦安裝了新驅動器,就可以簡單地重建它。

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RAID 5 的優勢

  • 具有出色的讀取速度,可以同時為多個用戶提供服務。
  • 具有良好的數據冗餘。
  • 奇偶校驗信息用於在磁盤故障期間重建數據。無需關閉系統。即使更換了故障驅動器,您仍然可以訪問數據。
  • 在 RAID 5 設置中,RAID 控制器使用奇偶校驗信息來重建數據,因此不需要數據複製。這就是可以訪問更多磁盤存儲空間的原因。

RAID 5 的缺點

    • 您至少需要 3 個磁盤來實施此設置。
    • 寫作性能可能有點慢。
    • 如果大磁盤發生故障,重建數據可能需要很長時間。如果在恢復過程中另一個磁盤損壞,所有數據都會丟失。
  • 在驅動器故障期間,由於系統正在主動恢復信息,讀/寫速度將顯著降低。

RAID 1 與 RAID 5 比較表

RAID 1 RAID 5
關鍵特點 磁盤鏡像 帶有奇偶校驗系統的磁盤條帶化
需要存儲磁盤 2 3 個或更多
存儲容量 50% 80%
奇偶校驗系統 是 – 奇偶校驗數據跨所有驅動器
容錯 是的 是 – 1 個驅動器可能發生故障
數據恢復 是的 是——使用奇偶校驗系統
總成本 便宜得多 昂貴的
磁盤讀取性能 與單個磁盤相同或略高 相當快
磁盤寫入性能 非常慢 相當快
寫罰單? 是——中等 是 – 稍微由於寫入奇偶校驗塊
適當的目的 數據安全——數據丟失是不可接受的 速度與數據安全之間的平衡

RAID 1 與 RAID 5 關鍵區別

  • RAID 1 使用磁盤鏡像,而 RAID 5 使用奇偶校驗條帶。
  • RAID 1 的設置成本更低,因為最低磁盤要求為 2,而 RAID 5 由於需要至少 3 個磁盤,因此成本可能更高。
  • RAID 1 存儲是 50%,而 RAID 5 可以達到 80%。
  • Raid 1 的寫入速度相對較慢,比使用單個磁盤要慢。RAID 5 的寫入速度比單個磁盤快得多,但由於需要創建奇偶校驗數據而略有滯後。
  • RAID 1 具有更高的寫入懲罰,因為它必須為存在的每個額外磁盤寫入所有數據的副本。由於使用條帶化,RAID 5 的寫入懲罰相對較低,但奇偶校驗數據的需要略微提高了懲罰。
  • RAID 1 和 5 都使用條帶化,因此所有數據都存儲在所有驅動器上,但是,RAID 5 必須將非順序數據分散得更多,以便為奇偶校驗數據騰出空間。
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用例:何時在現實生活場景中使用 RAID 1

RAID 1 是存儲關鍵數據並且必須將丟失風險降至最低的地方。因此,它通常被醫院、學校和律師事務所等大型組織使用。

電子數據庫

RAID 1 可以輕鬆處理來自多個用戶的流量。

金融系統

在工資單和會計系統等情況下,數據丟失將是災難性的,因此這些系統需要一個存儲設置來保護它們免受數據丟失。

企業網絡服務器

如果這些 Web 服務器的關鍵工具丟失,這將嚴重削弱操作。

用例:何時在現實生活場景中使用 RAID 5

RAID 5 在速度和安全存儲之間取得了很好的平衡,非常適合具有更高需求和期望的企業。通常用於使用有限數量的數據驅動器的企業和業務文件和應用程序服務器。

經常問的問題

為什麼不總是推薦使用 RAID 5?

如果您正在運行具有大量大磁盤的 RAID 5 設置,並且數據信息丟失,則丟失整個陣列的風險更大。這是因為 RAID 5 設置中沒有重複的信息,這意味著您完全依賴奇偶校驗信息來重建正確的數據。如果沒有,您可能會丟失陣列中的另一個磁盤,從而丟失後續數據。

您應該選擇 RAID 1 還是 RAID 5?

儘管 RAID 1 和 5 根本不同,但速度和恢復潛力等方面仍然可以相當容易地進行比較。雖然應根據您的需要做出最終決定,但事實證明 RAID 5 適用於速度仍然很重要但恢復潛力也很必要的情況。

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