不同RAID级别的性能和安全性浅析

随着RAID 技术的不断推广，用户有时很难全面了解不同 RAID 级别具体表示什么意思。大多数人都知道 RAID 0 和 RAID 5 的含义，但了解诸如 RAID 60 和 RAID 5EE等其他 RAID 级别工作原理的人却寥寥无几。

不同的 RAID 级别对应于不同的性能、容量和可靠性，代表了这三种关键参数的不同平衡组合。

不同RAID的性能、容量和可靠性

从最基本的角度来说，所有 RAID 级别均建立在 RAID 0、1、5 和 6 这几个基本 RAID 级别基础之上。一些 RAID 级别衍生出某些少见的变种，比如RAID 1E、5E 和 5EE，它们与 RAID 1、5 的特性相似，不过更丰富一些。

下表归纳了四种基本 RAID 级别的工作原理，并根据性能参数、可靠性要求和用户愿意提供的可用容量比较不同阵列方式的优缺点。

更多、更复杂的RAID形式

RAID级别可以相互组合或通过扩展，形成诸如 RAID 10、50和60 等 RAID 级别。人们往往对这种扩展的 RAID 级别不甚了解。不过，这些复杂的 RAID 级别添加了一些极其有趣的特性，比方说：

1、R1E(2 个以上磁盘或奇数磁盘的镜像)

2、R5E(与 R5 一样，但支持“热”备用磁盘容量)

3、R5EE(与 R5E 一样，但每个条带都支持“热”备用磁盘)

需要进一步考虑的是 RAID 10、50 和 60 等复杂的 RAID 级别，它们提供了一些非常有趣的未知特性。它们基本上能提供相同级别、和尺寸的 RAID 卷组合，此外采用RAID 0 方式在他们之间分配条带化数据，以此平衡性能。

比方说，20 个驱动器组成的 RAID 50，可分成 4个 RAID 5 阵列，每个阵列有 5 个磁盘，然后这四个 RAID 5 阵列之间采用 RAID 0方式配置条带化数据。不过，问题在于，为什么要选择 20 个磁盘组成 RAID 50 这种复杂的 RAID级别，而不用 20 个同样的磁盘组成简单的 RAID 5 呢?

主要原因在于，如果我们看看 RAID 5 的读取性能就会发现，在降级模式时其读取性能非常差。为了从坏块/死盘恢复数据，必须读取 19 个没问题的磁盘，并对每个磁盘进行 18 次 XOR 运算，而后才能返回数据。也就是说，这时的读取速度仅为正常读取速度的二十分之一，而且涉及的磁盘越多，读取性能就变得更糟。同样，重构也非常复杂。假设每个磁盘为 1TB，如果重构的话，那么就需要移动 20 TB 的数据，XOR 为 19TB(这可能需要数周才能完成)。

不过，如果使用了 RAID 50，丢失的数据可以由故障阵列重新生成。如果采用 5 个磁盘阵列，那么只需要 4 次读取和 3 次XOR 运算就可返回数据，比 RAID 5 的效率提高了 5 倍。RAID 5 只使用一个奇偶磁盘，而RAID 50 每个扩展的磁盘阵列都使用一个奇偶磁盘，也就是每个扩展的磁盘阵列有 4 个奇偶磁盘。由此可见，这时我们需要在容量和性能之间加以权衡。重构也一样，1TB 数据的重构需要移动 5TB 数据，XOR为 4TB，尽管这仍然需要很长的时间，但比 RAID 5 还是缩短了4倍。

配置可能非常复杂，但只要我们大概了解到底需要解决哪些问题，就能针对不同应用确定采用哪种 RAID 级别最合适。说到底，肯定要在性能、容量和可靠性三者之间进行权衡取舍。

用户如何让 RAID 满足其特定需求呢?RAID 是一种提供众多选项的复杂子系统。为了选择最佳选项，管理基础设施需要不断发展，帮助用户从以技术为主导的选择方式(也就是重点考虑 RAID 级别、条带大小、高速缓存模型等)向以解决问题为导向(也就是更多关心性能、安全性、读/写等)或专用解决方案(也就是针对 Microsoft Exchange或Oracle DB等具体应用的要求)方向转型。这样，用户就能集中精力思考解决方案本身，而不用为机械技术问题而苦恼。

随着数据的不断增长，RAID 今后会为用户带来怎样的帮助?

考虑到 RAID 可管理大型卷，其使用肯定会不断扩展，RAID 使用户受益的领域包括：

1、可管理性(如上所述)

2、可靠性：对极大的磁盘来说，重构时间可能慢得让人无法忍受。上述新的 RAID 级别可最大限度地缩短重构时间。

3、SSD 在存储器分层结构中支持全新设备类型，RAID 将由此受益。