硬RAID vs 软RAID

1.什么是 RAID?
RAID 是Redundant Array of Independent Disks的简写,意为独立硬盘冗余阵列,简称磁盘阵列。

其基本思想就是把多个相对便宜的硬盘组合起来,成为一个硬盘阵列组,使性能达到甚至超过一个价格昂贵、容量巨大的硬盘。

由于RAID把多个硬盘组合成为一个逻辑扇区,因此对于电脑来说,只会把它当作一个硬盘或逻辑存储单元。

根据选择的版本不同,RAID比单颗硬盘有以下一个或多个方面的好处:

  • 增强数据集成度
  • 增强容错功能
  • 增加处理量或容量

2.RAID 的版本
RAID 技术最初由加利福尼亚大学伯克利分校(University of California-Berkeley)在1988年提出,经过多年发展已经拥有的众多的版本,主要分为标准 RAID(RAID 0 ~ RAID 6)、混合 RAID(JBOD、RAID 7、RAID 10/0、RAID 50 等)。 
这里就只对标准 RAID 做一些介绍。

JBOD:严格来说JBOD并不是RAID的版本,但是目前也并没有相应专有的标准

在应用上来说,RAID 0 、RAID 1、RAID 5、RAID 6最常见, RAID2、3、4较少实际应用,因为RAID5已经涵盖了所需的功能,因此RAID2、3、4大多只在研究领域有实现,RAID4有应用在某些商用机器上,像是NetApp公司设计的NAS系统就是使用RAID4的设计概念。

具体raid类型见这篇文章

https://blog.csdn.net/neo949332116/article/details/91353964


3.硬 RAID 全软 RAID 半软 RAID
根据事先方式不同,RAID 分为软件磁盘阵列(软RAID)和硬件磁盘阵列(硬 RAID) 以及 硬件辅助磁盘阵列(半软、半硬)三种类型。

硬件磁盘阵列(Hardware RAID)
简单来说就是全部通过用硬件来实现RAID功能的就是硬RAID,比如:各种RAID卡,还有主板集成能够做的RAID都是硬RAID。 
所以硬 RAID 就是用专门的RAID控制器(RAID 卡)将硬盘和电脑连接起来,RAID控制器负责将所有的RAID成员磁盘配置成一个虚拟的RAID磁盘卷。对于操作系统而言,他只能识别到由RAID控制器配置后的虚拟磁盘,而无法识别到组成RAID的各个成员盘

硬RAID全面具备了自己的RAID控制/处理与I/O处理芯片,甚至还有阵列缓冲(Array Buffer),对CPU的占用率以及整体性能中最有优势。

软件磁盘阵列(Software RAID)
反而言之,通过用操作系统来完成RAID功能的就是软RAID,比如:在Linux操作系统下,用3块硬盘做RAID5。 
也就是不使用RAID控制器(业界称其为RAID 协处理器―RAID Co-Processor )与I/O芯片,直接通过软件层实现的RAID,所有功能都是操作系统(OS)与CPU来完成,可想而知这是效率最低的一种RAID。 
与硬RAID不同的是,软RAID的各个成员盘对于操作系统来说是可见的,但操作系统并不把各个成员盘呈现给用户,而只是把通过软件层配置好的虚拟RAID卷呈现给用户,使用户可以像使用一个普通磁盘一样使用RAID卷。

硬件辅助磁盘阵列(Hardware-Assisted RAID)
与硬 RAID 和 全软 RAID 相比,半软 RAID需要一张RAID卡,以及厂商所提供的驱动程序。 
但是半软半硬RAID 缺乏自己的I/O 处理芯片,所以这方面的工作仍要由CPU 与驱动程序来完成。而且,半软半硬RAID 所采用的RAID 控制/处理芯片的能力一般都比较弱,不能支持高的RAID 等级。 
这款RAID较易迁移到其他电脑。

RAID 卡
RAID卡有多种,除主板集成能够做的RAID的硬RAID外,还有各种专门RAID卡。一般分为硬RAID卡和软RAID卡两种

通过用硬件来实现RAID功能的就是硬RAID,独立的RAID卡,主板集成的RAID芯片都是硬RAID。
通过软件并使用CPU的RAID卡是指使用CPU来完成RAID的常用计算,软件RAID占用CPU资源较高
绝大部分服务器设备是硬件RAID

RAID卡上自带处理器,不需要服务器的CPU运算。优点是读写性能最快,不占用服务器资源,可用于任何操作系统,也能在系统断电后,通过备份电池模块(BBU, Backup Battery Unit)以及非易失性内存 (NVRAM)将硬盘读写日志档(Journal)包含的剩余读写作业先纪录在内存中,等待电力供应撤消后,再由NVRAM取回日志档数据,接着再完成读写作业,将剩余读写作业安全完成以确保读写完整性。备份电池模块通常会配合数组卡的Write-Back缓存模式,借由此内存缓存读写作业以得到更高的读写性能;但是没有备份电池模块的硬件磁盘阵列卡,切勿使用Write-Back缓存模式以免遭遇断电情形导致读写数据流失。此外,因为硬件磁盘阵列卡搭载CPU处理器,所以可以与系统分离出来,对硬盘进行各种作业,还原作业的速度也比软件磁盘阵列快。缺点是其售价很高,通常只用于RAID 5和RAID 6。

主板集成RAID与外插RAID卡RAID的区别:
性能
主板集成的RAID,它的性能以及它的速度是通过主板的CPU与内存来实现的,它会占有主板一定的带宽,会影响整机的性能,而外插RAID卡,它本身由自己的CPU和内存,所以它的数据处理大部分都会由自己处理,不会影响主板上的CPU与内存速度,总体看来,外插的RAID卡的RAID要比主板集成的RAID快得多。

安全性
主板集成的RAID它的安全性不能够得到保证,比如:我们用P8SCT主板做一个SATA RAID,不论你做RAID几,它是通过更改主板的BIOS选项做成的,所以一旦主板损坏、主板的CMOS电池掉电、无意更改了主板BIOS的设置都会带来RAID的丢失,通过主板做成的RAID,一旦丢失,将会不能恢复,后果是非常严重的,而外插的RAID卡做成的RAID就不会因为主板损坏、主板的CMOS电池掉电等现象对数据造成影响,所以外插的RAID卡,它的安全性远远大于主板集成的。

优缺点
软RAID依存于OS,硬RAID独立于OS。所以硬RAID的性能以及数据安全性肯定更好

优点:
硬 RAID:

对CPU 的占用率以及整体性能是这三种类型中最优势的
有硬盘丢失时可以实现重建,如果RAID卡损坏时也可以更换RAID卡
软 RAID:

成本低,只需要主板支持即可,不需要任何磁盘阵列卡
实现简单
半软 RAID:

性能以及稳定性较软 RAID 有不少提升
较易迁移到其他电脑
缺点:
硬 RAID:

设备成本是三种类型中最高的
需要有一定技术知识
软 RAID:

为耗损较多CPU资源运算RAID,导致发热等问题,也就不够稳定
依赖操作系统,而操作系统。。。。
若主板损坏,可能难以购买同款主板重建RAID
半软 RAID:

 

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