服务器系统RAID配置，优势、类型与实施步骤详解

服务器系统RAID（独立磁盘冗余阵列）是一种用于提高数据安全性、存储性能和容错能力的技术，通过将多个硬盘组合成一个逻辑单元，RAID技术能够提供比单个硬盘更高的性能和可靠性，以下是关于服务器系统RAID的详细介绍：

1、RAID

定义与背景：RAID（Redundant Array of Independent Disks，独立磁盘冗余阵列），最初由加州大学伯克利分校的D. A. Patterson教授等人在1988年提出，其基本思想是将多个容量较小、相对廉价的磁盘进行有机组合，以较低的成本获得与昂贵大容量磁盘相当的容量、性能和可靠性，随着磁盘成本和价格的降低，“廉价”已经失去了意义，因此RAID咨询委员会（RAID Advisory Board, RAB）决定用“独立”替代“廉价”，于是RAID变成了独立磁盘冗余阵列（Redundant Array of Independent Disks）。

主要目标：RAID技术的主要目标是提高数据可靠性和I/O性能，通过数据条带化、镜像和数据校验等技术，RAID能够在部分磁盘损坏的情况下仍然保持数据的完整性和可用性。

2、基本原理

数据条带化：数据条带化是将数据分割成多个区段，分别存储在不同的硬盘上，这样，当需要读取或写入数据时，可以并行地在多个硬盘上操作，从而提高I/O性能，RAID0级别就是通过数据条带化来实现高性能的，但它不提供数据冗余保护。

镜像：镜像是将数据完全一致地分别写到两个或更多的硬盘上，这样，如果其中一个硬盘发生故障，另一个硬盘上的数据仍然可用，从而实现数据的高可靠性，RAID1级别就是采用这种技术，但它的磁盘空间利用率只有50%。

数据校验：数据校验是通过计算数据的校验信息并存储在硬盘上来检测和纠正数据错误，RAID5级别就是通过分布式奇偶校验来实现数据冗余和性能平衡的。

3、RAID等级及其特点

RAID 0（条带化）：RAID 0没有数据冗余保护，但具有低成本、高读写性能和100%的存储空间利用率等优点，它适用于对数据安全性要求不高但需要高性能读写的场景。

RAID 1（镜像）：RAID 1通过数据镜像来提高数据的可靠性，但磁盘空间利用率只有50%，它适用于对数据安全性要求极高的场景。

RAID 5（分布式奇偶校验）：RAID 5兼顾存储性能、数据安全和存储成本等各方面因素，是目前综合性能最佳的数据保护解决方案之一，它允许一个硬盘发生故障而不影响数据完整性。

RAID 6（双重奇偶校验）：RAID 6在RAID 5的基础上增加了第二个独立的奇偶校验信息块，允许两个硬盘同时发生故障，它进一步提高了数据的可靠性，但写性能较差且成本较高。

RAID 10（镜像加条带化）：RAID 10先组建多个RAID 1，然后再将这些RAID 1组成RAID 0，它具有高冗余度和出色的读写性能，但成本较高。

4、RAID实现形式

硬RAID：硬RAID拥有自己的RAID控制处理与I/O处理芯片，甚至还有阵列缓冲，对CPU的占用率和整体性能是三类实现中最优的，但实现成本也最高，硬RAID通常都支持热交换技术，在系统运行下更换故障磁盘。

软RAID：软RAID没有专用的控制芯片和I/O芯片，完全由操作系统和CPU来实现RAID的功能，它的配置管理和数据恢复都比较简单，但执行效率较低且支持的RAID模式较少。

软硬混合RAID：软硬混合RAID结合了软件和硬件的优势，在性能和成本上取得折中，它采用了处理控制芯片，但大部分RAID任务处理仍由CPU完成。

5、服务器SAS卡介绍

SAS卡分类：根据接口类型，SAS卡可以分为ISCSI SAS卡、FC SAN SAS卡、SCSI SAS卡和SATA SAS卡，ISCSI SAS卡主要用于iSCSI存储区域网络环境；FC SAN SAS卡则用于Fibre Channel光纤通道存储区域网络环境；SCSI SAS卡用于传统的小型计算机系统接口环境；而SATA SAS卡则用于串行高级技术附件环境。

命名规范：RAID卡命名通常遵循一定的规范，如Adaptec系列RAID卡命名方式为“AIC”，Promise系列为“PX”等。

技术趋势：随着技术的发展，RAID卡也在不断演进，未来的趋势包括更高的数据传输速率、更强的容错能力和更灵活的配置选项。

6、服务器不同RAID级别性能分析

读性能：所有具有数据冗余功能的RAID级别（如RAID 1、5、6、10等）都具有很高的读性能，这是因为它们可以通过并发地从多个硬盘读取数据来提高速度。

写性能：写性能因RAID级别而异，RAID 0具有最高的写性能，因为它没有数据冗余保护；而RAID 5和RAID 6由于需要计算和存储校验信息，写性能相对较低。

磁盘利用率：不同的RAID级别具有不同的磁盘利用率，RAID 1的磁盘利用率只有50%，而RAID 5和RAID 6的磁盘利用率分别为(n-1)/n和(n-2)/n（其中n为硬盘数量）。

应用场景：不同的RAID级别适用于不同的应用场景，RAID 0适用于对数据安全性要求不高但需要高性能读写的场景；RAID 1适用于对数据安全性要求极高的场景；而RAID 5和RAID 6则适用于需要兼顾存储性能和数据安全的数据中心环境。

7、相关问题与解答

问题一：什么是RAID？它在服务器系统中的作用是什么？

答：RAID（独立磁盘冗余阵列）是一种将多个硬盘组合成一个逻辑单元以提高数据安全性、存储性能和容错能力的技术，在服务器系统中，RAID可以提供比单个硬盘更高的性能和可靠性，确保数据的完整性和可用性。

问题二：如何选择适合的RAID级别？

答：选择适合的RAID级别应根据用户的应用数据特点、可用性和性能综合考虑，对于需要高性能读写但数据安全性要求不高的场景，可以选择RAID 0；对于需要高数据安全性的场景，可以选择RAID 1或RAID 10；而对于需要兼顾存储性能和数据安全的场景，则可以选择RAID 5或RAID 6。

问题三：如何配置和管理RAID？

答：配置和管理RAID通常需要使用特定的软件或工具，在Linux系统中，可以使用mdadm命令来创建和管理软件RAID；而在Windows系统中，则可以使用磁盘管理工具或第三方RAID管理软件来进行配置和管理，对于硬RAID或软硬混合RAID，还需要参考具体的硬件手册或厂商提供的文档来进行配置和管理。

服务器系统RAID是一种非常重要的技术，它可以显著提高数据的可靠性和存储性能，在选择和使用RAID时，需要根据具体的需求和应用场景进行综合考虑和配置。

到此，以上就是小编对于“服务器系统raid”的问题就介绍到这了，希望介绍的几点解答对大家有用，有任何问题和不懂的，欢迎各位朋友在评论区讨论，给我留言。