Re: [問題] 哪種容錯能力最差：談RAID模式及心得篇

看板hardware (電腦硬體)作者CCM (無定塵世)時間19年前 (2005/04/24 18:14)推噓1(1推 0噓 1→)

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※ 引述《bigbo (知識即力量)》之銘言： : 請問有玩RAID的大大 : 下面哪種型態的容錯能力最差 : RAID 0 : RAID 1 : RAID 5 : 感謝家裡有台NAS，有跑PATA RAID5 有兩次的處理經驗可以參考:) 1.一次是總升級+換主機板舊有的RAID5再經歷移機到新主機板(擴充PCI頻寬)+原有RAID卡+新增四顆硬碟後開完機，在RAID-BIOS可見到四顆舊有的硬碟還是一樣維持RAID5組態灌好系統也發現裡面的資料照樣可以存取因此可以說，RAID5陣列的完整性並「不會」因RAID卡插槽介面、作業系統的更動而受影響而造成資料無法讀取(就我這張RAID卡的實際操作而言) (但是更動RAID卡的BIOS/Driver就可能影響RAID陣列的存取，要謹慎) 2.最近一次，很不幸的陣列中有顆硬碟讀寫異常，RAID卡不斷回報ECC Recovered (又由此可見，RAID會查核每筆讀寫資料的正確性) 於是將該硬碟的排線拔除(因不是故障而導致離線)，故只好手動離線之接著將第八顆硬碟改設為Hot Spare狀態(之前僅設獨立硬碟單獨使用) 跑Rebuild，經歷大概二個小時的過程後，所有的資料完全回復關機，調動第八顆Hot Spare取代損壞的硬碟位置損壞的硬碟送回母廠維修後換新品回來，再放到第八顆硬碟留下的空位置以備之後若再遇到故障時後援用常用的RAID(Redundent Arrays Of Independent Disks)模式及主要功能、優缺點及最少硬碟需求數目(能組成「有實際運作意義」的RAID) 1.JBOD(Just A Bunch Of Disks)：組成數目二顆以上，大小可不同，有效容量=所有硬碟容量總和僅是將所有硬碟組合成單一巨大硬碟，讀寫是依序由最前面的硬碟，寫滿後依次寫入次一顆硬碟，無讀寫加速、容錯及重建(Rebuild)能力 2.RAID0：組成數目兩顆以上，大小可不同，但是其他所有硬碟僅會使用到與最小硬碟容量相同的大小，有效容量即等於最小硬碟容量×硬碟數目。 (若所有硬碟大小相同時，最大空間使用率=100%=所有硬碟容量) RAID0的讀寫時是同時對陣列內所有硬碟進行，因此其效能是所有RAID模式中最優異的，尤其是在使用相同型號、大小及韌體的硬碟時。隨著硬碟數目的增加，讀寫效能可接近線性的增加，但需要大頻寬匯流排界面(如PCI-64,PCI-X,PCI-e的搭配)。無容錯、重建能力，一顆硬碟的損壞會造成所有資料的遺失，需特別注意，陣列 degraded的風險比率即為所有組成硬碟損壞機率的總和。 3.RAID1：組成數目兩顆，大小可不同，但是另一顆硬碟僅會使用到與最小硬碟容量相同的大小，有效容量即等於最小硬碟容量。 (若兩顆硬碟大小相同時，最大空間使用率=50%=一顆硬碟容量) RAID1的資料在兩顆硬碟是以1:1的映射，因此讀寫效能是所有RAID模式中表現尚可，隨機寫入時比單顆硬碟差；隨機讀出時較單顆碟好，在使用相同型號、大小及韌體的硬碟時表現亦較佳。具容錯、重建能力，一顆硬碟的損壞並不會造成資料遺失，僅需更換硬碟重建即可。 3.RAID10/RAID0+1：組成數目為偶數顆硬碟，最少須四顆，大小應相同，有效容量即等於所有硬碟容量 ×(0.5)。(使用四顆硬碟時，最大空間使用率=50%=二顆硬碟容量) RAID0+1的資料在四顆硬碟以組和RAID0及RAID1的機制進行，因此讀寫效能大致繼承了RAID0的優異性，在使用相同型號、大小及韌體的硬碟時表現最佳。也具備了RAID1 容錯、重建能力，一顆硬碟的損壞並不會造成資料遺失，僅需更換硬碟重建即可，是相當簡便可靠的RAID模式。缺點是：浪費空間比率高、多顆硬碟佔用空間大、耗用電力大，硬碟購置成本較高。 4.RAID5: 組成數目三顆以上，大小應相同，有效容量即等於單顆硬碟容量×(硬碟數目-1)。 (若所有硬碟大小相同時，最大空間使用率=所有硬碟容量-一顆硬碟容量) RAID5讀寫時是同時對陣列內所有硬碟進行，並以XOR運算得出Parity數值，依階梯狀排列平均分散於各顆硬碟上，做為Rebuild時的數值依據(從RAID4改良而來，其 Parity數值集中存放於單一顆硬碟，容易造成效能瓶頸及該顆硬碟的損壞)。 RAID5的讀寫效能部份：隨機讀出效能佳，甚至有時比RAID0佳。隨機寫入效能差，受限於XOR運算的效能。循序讀寫效能部份還表現還算好。XOR運算部份為RAID5 的運作核心，分Hardware-based與Software-based。Hardware-based即是在RAID 卡算就內建有邏輯核心可以對於通道上的資料進行直接運算，常見的XOR Processor 以Intel i960為大宗，效能算中上。3ware的卡則使用特殊的Disk Switch架構，其邏輯核心原由Xilinx產品衍生而來(現在還是不是則不是很確定...@.@)，效能極佳。另外Software-based的RAID卡則是未內建邏輯核心，其RAID5的XOR運算交由作業系統及CPU完成，在RAID5陣列有硬碟損壞或進行重建時，系統效能則因而相當低落。最新版的ICH7R即已支援RAID5模式，推測其RAID5即為Software-based。另一家有名的RAID卡品牌RAIDCore(現已被Broadcom併購)，亦為Software-base，但其SATA RAID卡支援100/133Mhz PCI-X，因此其陣列卡在RAID0,0+1下表現極佳，勝過3ware的產品，相較而言，3ware則擅長於ATA/SATA RAID5領域。 RAID5的容錯能力佳，可容許陣列中一顆硬碟損壞。甚至在陣列中一顆硬碟損壞/離線/缺少的狀態下，一樣能透過XOR運算進行即時的讀與寫的工作，惟效能與完整陣列時落差甚大。在此運作模式下，對於硬碟I/O負擔加重，易加速第二顆硬碟的損壞，從而毀損整個RAID5陣列，因此最好還是儘快更換硬碟進行重建，避免陣列的嚴重毀損。RAID5還可搭配Hot Spare硬碟的使用，可以在其中任何一顆硬碟損壞時，馬上進行即時的重建。 RAID5的優勢在於浪費較少的空間容量及硬碟佔用空間，但是其陣列的整體性的維護相當依賴運算及RAID卡(因此具RAID5功能的陣列卡其價格通常也非常昂貴)，也算其弱點。在空間及硬碟成本的考量下，RAID5在企業界環境是較常被採用的選擇。其他還有較少見的RAID Level2,3,4,6,7,5+0,5+1...，在此暫不詳述。在SATA RAID出來之前，RAID幾乎清一色為SCSI的天下。但是SATA挾其低價及改良的效能、點對點的傳輸能力，頗有威脅SCSI RAID生存的來勢在，只是SAS(Serial Attached SCSI)緊接著推出後，以後儲存界面將面臨另一波由平行介面(Parallel) 轉串列介面(Serial)的改朝換代的風潮，就讓我們消費者坐著期待：) 上面全文皆為個人玩RAID後，多方參考網站文章後整理出來的心得，若有問題可請專家及大大不吝發文指教，若有疑問請亦請發問，若要轉貼則煩請寫信告知。預計另文(留在有空再來寫完)： (1)RAID10(0+1)與RAID5的C/P值討論與比較 (2)SATA RAID卡的幾家大廠產品比較、測試報告(引用網站測試結果)及採買建議 (3)3ware RAID陣列卡使用簡單心得報告 (4)RAID陣列卡使用、安裝及維護需知 -- ※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc) ◆ From: 59.113.67.95