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陣列配置
計算 RAID 陣列中剩餘多少可用容量、需要多少冗餘、在不耗盡資料的情況下可以遺失多少磁碟以及您將獲得的大致效能。 選擇等級、磁碟數量及其容量,並在相同硬體下對各個層級進行比較。
RAID等級
RAID 5 — 分散式奇偶校驗

在所有磁碟之間分配資料和奇偶校驗。 它犧牲了相當於一個磁碟的效能,並且只能容忍一個磁碟的故障,即使在大型陣列中也是如此。

構成排列的光碟,不包括備用光碟
所有磁碟的大小相同
TB 是盒子上寫的; TiB,系統報告的內容
熱備品:已購買,但不會增加容量
容量和耐受性
24 TB裝置容量
20 TB可用容量 18.19 TiB 在作業系統中
數據 83.3 % 冗餘 16.7 %
6 4 TB 相當于 5 資料磁碟 和 1 冗余。
對於數據20 TB
為了冗餘4 TB
效率83.3 %
容忍的故障 1
最好的情況1
購買的光碟6

對於這種容量的磁碟或如此寬的群組,單一奇偶校驗幾乎沒有留下任何空間:在重建過程中,陣列沒有任何保護,並且必須從頭到尾讀取所有倖存的磁碟。 考慮 RAID 6 或 RAID 60,它們在重建第一個故障時支援第二個故障。

如果沒有熱備用磁碟,除非有人手動更改磁碟,否則重建不會開始。 對於一支不是每天都有人關注的球隊來說,等待的時間通常比重建本身還要長。

RAID 可防止磁碟故障,而不是意外刪除、勒索軟體、竊盜或火災。 它是高可用性,而不是備份:我一直需要在另一台電腦和另一個地方進行備份。

性能和重建
填寫以下三個字段
每秒隨機運算元
MB/s
順序持續傳輸
MB/s
如果該安排仍在生產中,則會下降很多
它出現在光碟的技術表中
可選,計算每個可用 TB 的成本
讀取IOPS900
寫入IOPS225
寫罰分×4
順序閱讀1.2 GB/s
順序書寫1 GB/s
重建磁碟更換故障磁碟約需 11 小時 7 分鐘,且必須讀取分散在 5 顆磁碟上的 20 TB。在持續期間遇到不可恢復的讀取錯誤的機率:79.81 %

在這個層級上,重建過程中的讀取錯誤無法恢復,並且計算出的機率很高。 這是一個典型的場景,其中具有單一冗餘和大磁碟的陣列在最需要的時候出現故障:建議使用具有雙奇偶校驗的等級或具有更好錯誤率的磁碟。

效能值是一個理論上的上限:它們假設控制器、匯流排和快取不是瓶頸,並且負載均勻分佈在所有磁碟上。 它們用於相互比較水平,而不是承諾數字。

等級之間的比較

所有層級均使用相同的 6 磁碟計算。 點選一行可更改等級。

等級可用效率失敗寫作

故障欄顯示有多少磁碟可以同時宕機而不丟失資料;在括號中,如果你幸運的話,並且兩個不在同一個鏡子或同一組中重合,那麼可能會掉落多少個。

運作方式

RAID 陣列將多個磁碟合併為一個,以獲得容量、速度或容錯能力,但幾乎不會同時實現這三者。 每個層級都以不同的方式解決此承諾:有些層級會分發資料而不保存任何其他內容,有些層級會寫入完整的副本,有些層級會計算奇偶校驗以便能夠重建遺失的內容。

此計算器取得磁碟的數量、容量和選擇的級別,並傳回實際剩餘的資料容量、採用的冗餘量、在不遺失資訊的情況下可以發生故障的磁碟數量以及獲得的近似效能。 容量以製造商使用的十進制單位和操作系統報告的二進制單位顯示,這就是磁碟附帶的東西比包裝盒上標明的少的永恆感覺的來源。

它還估計重建需要多長時間以及在其持續時間內遇到不可恢復的讀取錯誤的可能性有多大,這是許多單奇偶校驗陣列最終失敗的點。 最後的比較是用相同的硬體計算所有級別,一目了然地看到每個級別的增益和損失。

範例

8 × 4 TB · RAID 624 TB八個磁碟中的兩個進入雙奇偶校驗,因此還剩下六個用於資料:十進位 24 TB,作業系統將顯示為 21.8 TiB。 效率為75%,且陣列可以容忍任意兩個磁碟的故障。
8 × 4 TB · RAID 1016 TB對於相同的光碟,鏡子只留下一半的容量。 作為回報,它的寫入速度是 RAID 6 的兩倍,並透過複製單一磁碟而不是讀取其餘七個磁碟來重建。
5 × 4 TB · RAID 572 %它是重建損壞的磁碟時遇到不可恢復的讀取錯誤的機率,桌面磁碟每 10^14 位元就有 1 個錯誤。 您必須讀取整個 16 TB,並且在 RAID 5 中,讀取期間的任何錯誤都無法復原。
12 × 8 TB · RAID 6064 TB十二個磁碟分為兩組,每組六個:每組在雙奇偶校驗中遺失兩個磁碟,因此剩下八個用於資料。 與 RAID 6 相比,犧牲了更多容量,但重建僅讀取受影響組中的 5 個磁碟,而不是陣列中的 11 個磁碟。

使用情境

  • 決定購買多少個驅動器以及多大的大小才能達到 NAS 或檔案伺服器所需的容量。
  • 在建立編配之前比較級別,此時您仍然可以選擇,因為之後更改級別幾乎總是意味著從頭開始重做。
  • 向客戶或老闆解釋為什麼八個 4TB 硬碟不能為您提供 32TB 的可用空間。
  • 估計重建磁碟時陣列暴露的時間,以在低使用率視窗中規劃變更。
  • 透過顯示重建風險來證明大型磁碟陣列中從 RAID 5 跳到 RAID 6 的合理性。
  • 在簽署購買之前計算不同磁碟組合和層的每可用 TB 的實際成本。

常見問題

為什麼作業系統顯示的容量比我估計的少?

因為他們說的不是同一種語言。 製造商以十進制單位出售,其中 1 TB 為一萬億字節,大多數作業系統以二進制單位報告,其中 1 TiB 為 2^40 字節——大約大 9%。 4TB 磁碟顯示為 3.64 TiB,沒有遺失任何一個位元組。 計算器精確地顯示了這兩個數字,因此差異並不奇怪。 除此之外,還有檔案系統保留的內容,這取決於您使用哪一個。

RAID 5 還是 RAID 6?

這取決於磁碟的大小和數量。 RAID 5犧牲單盤,容忍單故障;問題在於,在重建時,陣列沒有任何保護,並且必須從頭到尾讀取所有倖存的磁盤,對於多 TB 磁碟來說,這可能需要數天的時間。 RAID 6 多犧牲了一塊磁碟,但在關鍵時刻卻遭遇了第二次故障。 對於 4TB 或更大的磁碟,或八個或更多磁碟的陣列,RAID 6 是合理的選擇。

什麼是寫懲罰?

它是每個邏輯寫入成本的實體磁碟操作數。 在 RAID 0 中,它是 1,因為它是寫入的,僅此而已。 在鏡像中它的值是 2,因為相同的資料傳輸到兩個磁碟。 在 RAID 5 中,它是 4:您必須讀取舊數據,讀取舊奇偶校驗,寫入新數據並寫入新奇偶校驗。 在 RAID 6 中,它是 6,因為有兩個奇偶校驗。 這就是為什麼具有奇偶校驗的陣列可以具有出色的讀取效能和非常差的隨機寫入效能,也是寫入密集型資料庫通常採用 RAID 10 的原因。

RAID 10實際上支援多少個磁碟?

保證一份,如果幸運的話,最多可以得到一半的和解金。 RAID 10 成對建立鏡像並在它們之間分配資料:只要故障落在不同的鏡像上,陣列仍然存在,但如果發生故障的兩個磁碟是同一對,則一切都會遺失。 有了八張光碟,您可能會失去四張並繼續前進,或者失去兩張而一無所有。 這就是為什麼計算器會顯示這兩個數字,並且永遠不建議以樂觀的數字進行規劃。

什麼時候適合使用 RAID 50 或 RAID 60?

當磁碟數量過多時,單一奇偶校驗組就會變得很麻煩。 將 12 或 24 個磁碟分成多個群組可以縮短重建時間,因為只讀取磁碟發生故障的群組而不是整個陣列,並且它還允許容忍每組一次故障,而不是整個陣列中的一次故障。 代價是每個組都有自己的奇偶性:組越多,可用容量就越少。 這些是伺服器控制器或驅動器機箱級別,而不是四托架 NAS。

如果磁碟大小不同會發生什麼情況?

在經典 RAID 中,所有磁碟的行為就好像它們是最小磁碟的大小一樣,而大磁碟上剩餘的部分仍然未使用。 這就是計算器使用單一大小的原因:如果您有混合磁碟,則加載最小的磁碟,您將獲得陣列的實際容量。 一些儲存系統,例如多個家庭 NAS 或具有自身冗餘的檔案系統,知道如何利用多餘的空間,但它們不再遵循傳統 RAID 的規則。

熱備盤可以增加容錯能力嗎?

它不會增加可容忍的故障,但會增加反應速度。 插入熱備用並在沒有資料的情況下旋轉,等待磁碟掉落,以便重建可以在幾分鐘內自行啟動,而不是在有人走過機架時啟動。 由於修復過程中最危險的時刻正是從失敗到重建結束的時刻,因此縮短該視窗是非常值得的。 當然,它像任何其他磁碟一樣佔用一個托架並付費,這就是計算器從效率中扣除它的原因。

什麼是不可恢復的讀取錯誤以及為什麼它會破壞重建?

這是一個即使磁碟有自己的校正碼也無法讀取的磁區。 資料表將其聲明為速率:桌上型電腦磁碟機通常表示每 10^14 位元讀取少於 1 個,NAS 磁碟機每 10^15 位元讀取 1 個,SAS 商業磁碟機每 10^16 位元讀取 1 個。 在日常使用中,這幾乎是察覺不到的,但是重建會迫使您完整讀取所有倖存的磁碟,這就是計數變得尷尬的時候:在具有單一奇偶校驗的陣列中,大規模讀取時的單一錯誤就意味著資料遺失。 另一方面,使用雙重奇偶校驗時,該磁區會用第二個磁區重建,但不會發生任何事情。

RAID 會取代備份嗎?

不,這是對儲存最昂貴的誤解。 RAID 可以防止磁碟發生物理故障,僅此而已:意外刪除、應用程式損壞的檔案、勒索軟體、盜竊、火災或同時佔用所有磁碟的來源在整個陣列中均勻複製或遺失。 RAID是高可用性,即在更換磁碟時繼續工作;備份就是能夠回去。 兩者都需要。

IOPS和速度值是我要測量的嗎?

它們是理論上的上限,對於相互比較水平很有用。 他們假設負載均勻分佈在所有磁碟上,並且控制器、快取、匯流排和檔案系統都不會進入佇列。 實際上,具有電池保護快取的控制器可以隱藏大部分寫入損失,並且正在進行的重建可能會降低一半的效能。 用數字來決定水平,而不是承諾數字。