硬盘结构及raid磁盘阵列

一、硬盘的结构（数据结构）

1、扇区：磁盘上的每个磁道被等分为若干个弧段，这些弧段便是硬盘的扇区(Sector)，硬盘的第一个扇区，叫做引导扇区。 ①每个扇区大小一般为512字节。 ②磁盘存放数据的最小单位。

2、磁道：当磁盘旋转时，磁头若保持在一个位置上，则每个磁头都会在磁盘表面划出一个圆形轨迹，这些圆形轨迹就叫做磁道(Track)。

3、柱面：在有多个盘片构成的盘组中，由不同盘片的面，但处于同一半径圆的多个磁道组成的一个圆柱面(Cylinder)。

二、Raid：廉价冗余磁盘阵列

Raid是一种把【一块及多块独立的物理磁盘】按不同的技术方式组合起来形成一个磁盘组，在逻辑上看起来就是一块大的磁盘，可以提供比单个物理磁盘更大的存储容量或更高的存储性能，同时又能提供不同级别数据冗余备份的技术。

Q：为什么服务器需要Raid?

服务器运行痛点：

①单块盘容量不够大。

②磁盘损坏数据丢失。

③磁盘速度不够快。

磁盘阵列可以把多个磁盘驱动器通过不同的连接方式连接在一起协同工作，大大提高了读取速度，同时把磁盘系统的可靠性提高到接近无错的境界，使其可靠性极高。

用Raid最直接的好处是：

①提升数据安全性。

②提升数据读写性能。

③提供更大的单一逻辑磁盘数据容量存储。

Q：什么是Raid级别？

把多个物理磁盘通过【不同技术方式】组成的磁盘阵列，这个不同的技术方式就被称为Raid级别。Raid级别一般有：

Raid 0、1、2、3、4、5、6、7、0+1(也称Raid 10)、53等。生产环境常用Raid级别：0、1、5、10

1、raid0（以三块盘做raid0为例）

	描述
容量	是3块盘加在一起的容量，在raid级别中具备最高的存储性能，原理是把连续的数据分散到多个磁盘上存取。
性能	理论上磁盘读写速度比单盘提升3倍，磁盘越多倍数会越小。
冗余	无任何冗余，坏1块盘，整个raid就都不能用了。
场合	适合于大规模并发读写，但对数据安全性要求不高的情况。如：集群中的RS、做虚拟机的实体机、负载均衡集群下面的多个相同RS节点服务器，如分布式文件存储下面的CHUNK SERVER，以及MySQL主从复制的多个Slave服务器。
特点	速度快，无冗余，容量无损失。

2、raid1特点： ①只能两块盘，镜像盘 ②两块盘，以容量小的为基准 ③冗余100% ④容量减半 ⑤读性能有所提高，写性能单盘性能 ⑥数据安全要求极高，性能要求不高 ⑦操作系统盘、传统数据库服务器

raid1（以两块盘做raid1为例）

	描述
容量	损失50%的数据容量。例如：2块1T的盘，做RAID1后，容量为IT。
性能	不能提高存储性能，理论上写性能和单盘相差不大。
冗余	在所有RAID级别中，RAID1提供最高的数据安全保障。冗余度100%。
场合	适用于存放重要数据，如服务器系统分区和对性能要求很高的数据库存储等领域。
特点	100%冗余，容量损失一半，只能两块盘，两盘大小可以不一致。

3、raid5特点：

	描述
容量	只损失一块盘的数据容量。
性能	raid5具有和raid0相近似的数据读取速度，只是多了一个奇偶校验信息，写入数据的速度较慢。
冗余	可损失一块盘。raid5数据安全保障程度比raid1低，而磁盘空间利用率要比raid1高
场合	raid5可以理解为是raid0和raid1的折中方案。适合对性能和冗余都有一定要求，又都不是十分高的情况。MySQL的主从库都可以，存储也可以。普通的服务器为了减少维护成本，又保持一定冗余和读性能都可以做raid5
特点	容量损失一块盘，写数据通过奇偶校验，raid0和raid1的折中方案，追求速度和安全的不要选raid5

4、raid10（1+0）特点

	描述
容量	损失一半盘的数据容量。
性能	大于raid1和raid5，小于raid0。
冗余	可损失2块，冗余大于raid5和raid0，小于raid1。
场合	主数据库、主存储服务器。
特点	兼顾了raid1的容错能力和raid0的数据高读写优点，性能好，可靠性高。

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