群晖 NAS 如何选择 RAID 类型

RAID(独立磁盘冗余阵列)是将多个独立的硬盘整合成一个存储单元的数据存储技术。RAID 类型有多种,分别提供不同级别的性能、存储容量和可靠性。

本文将简要介绍 Synology NAS 支持的 RAID 类型,包括执行要求、优势和不足。

同时可以通过群晖的通用型方式预先计算 RAID 所需形态:https://www.synology.cn/zh-cn/support/RAID_calculator

支持的 RAID 类型

此表简要介绍了 Synology NAS 支持的各种 RAID 类型,包括存储容量、RAID 类型所需的最低硬盘数量以及数据丢失之前允许的故障硬盘数量。

RAID 类型 硬盘数量 硬盘容错能力 描述 存储容量
SHR 1 0
  • 在组合不同容量的硬盘时优化存储空间大小。
  • 如果存储空间由两个或更多硬盘构成,可提供数据冗余。
  • 建议新手选择此选项。
1 x(HDD 容量)
2-3 1 系统优化容量。
≧4 1-2
Basic 1 0
  • 单个硬盘构成独立的单元。
  • 不提供数据冗余。
1 x(HDD 容量)
JBOD ≧1 0
  • 将多个硬盘组合为单个存储空间,其容量等于所有硬盘容量的总和。
  • 不提供数据冗余。
所有 HDD 容量的总和
RAID 0 ≧2 0
  • “区块延展” 功能是将数据分成多个块,并将数据块分散到多个组成硬盘上以提高性能的过程。
  • 不提供数据冗余。
所有 HDD 容量的总和
RAID 1 2 1
  • 同时向两个硬盘写入相同的数据。
  • 提供数据冗余。
最小 HDD 的容量
3 2
4 3
RAID 5 ≧3 1
  • 执行区块延展,并对分散到所有组成硬盘上的数据执行奇偶校验,从而提供比 RAID 1 更有效的数据冗余。
(N – 1) x(最小 HDD 的容量)
RAID 6 ≧4 2
  • 执行两个层级的数据奇偶校验以存储相当于两个硬盘容量的冗余数据,提供比 RAID 5 更大程度的数据冗余。
(N – 2) x(最小 HDD 的容量)
RAID 10 ≧4
(偶数)
所有 HDD 容量总和的一半
  • 提供 RAID 0 的性能和 RAID 1 的数据保护级别,将硬盘组合到由两个镜像数据的硬盘组成的群组。
(N / 2) x(最小 HDD 的容量)
RAID F1 ≧3 1
  • 执行区块延展,并对分散到所有组成硬盘上的数据执行奇偶校验。
  • 在特定硬盘上写入更多奇偶信息。
  • 建议用于全闪存阵列。
(N – 1) x(最小 SSD 的容量)

注:

  • “Basic” 之外的 RAID 类型仅在特定型号上可用,具体取决于硬盘插槽数和安装的硬盘数量。
  • RAID F1 仅在特定型号上可用(了解更多)。另请注意,当每个 RAID Group 的硬盘数量上限为 12 或更少时,会提高 RAID F1 的工作效率。
  • “N” 表示存储空间中硬盘的总数。
  • 对于支持 RAID Group 功能的 Synology NAS 型号(了解更多),至少需要两个 HDD 才能实施 JBOD。
  • 以下是有关存储池容量扩充和 RAID 类型的一些限制:
    • RAID 0 存储池无法通过添加硬盘或更换为更大容量的硬盘来扩充容量。
    • RAID 1 存储池无法通过添加硬盘来扩充容量。但是,当 RAID 1 存储池至少有三个硬盘时,可将其更改为 RAID 5。
    • RAID 10 存储池无法通过添加硬盘来扩充容量。

Synology Hybrid RAID (SHR)

Synology Hybrid RAID (SHR) 是一种自动化 RAID 管理系统,专为简化存储管理以及满足不熟悉 RAID 类型的新用户而设计。

SHR 可组合不同容量的硬盘来创建一个存储空间,并优化容量和性能、占用更少的硬盘空间以及提供更灵活的存储方案。当包含足够的硬盘时,SHR 允许 1 个或 2 个硬盘冗余 – 这意味着 SHR 存储空间能够经受住一个或两个硬盘发生故障而不会造成数据丢失。

RAID 0

RAID 0 组合两个或更多硬盘以提高性能和容量,但不提供容错功能。单个硬盘出现故障将导致阵列中的的所有数据丢失。RAID 0 对于需要高价格/性能平衡的非关键系统非常有用。

RAID 1

RAID 1 通常由两个硬盘来执行。硬盘中的数据会进行镜像,在硬盘出现故障时提供容错保护功能。读取性能得到提高,而写入性能与单个硬盘相似。可承受单个硬盘出现故障而不会丢失数据。在容错保护非常关键而空间和性能不那么重要时,往往使用 RAID 1。

RAID 5

RAID 5 提供容错保护功能并可提高读取性能。至少需要三个硬盘。RAID 5 可承受单个硬盘丢失。硬盘发生故障时,故障硬盘上的数据将从其余硬盘上延展的奇偶校验进行重建。因此,当 RAID 5 阵列处于降级状态时,读写性能会受到严重影响。当存储空间和成本的重要性高于性能时,RAID 5 较为理想。

RAID 6

RAID 6 与 RAID 5 相似,但其提供了另一层区块延展功能,可承受两个硬盘出现故障。至少需要四个硬盘。RAID 6 的性能因其额外的容错保护功能而低于 RAID 5。在存储空间和成本较为重要且需要承受多个硬盘出现故障的情况下,RAID 6 较为理想。

RAID 10

RAID 10 集合了 RAID 1 与 RAID 0 的优势。读写性能有所提高,但用于存储数据的空间仅为总空间的一半。需要四个或更多硬盘使得成本相对较高,但在提供容错保护功能时性能较高。只要故障不是发生在同一子群组,RAID 10 可承受多个硬盘出现故障。RAID 10 对于需要高 I/O 的应用程序非常理想,如数据库服务器。

RAID F1

RAID F1 采用 RAID 5 机制,提供容错并提高读取性能。但 RAID F1 会让系统在特定硬盘中写入更多的奇偶校验信息以加快其老化,这样可防止所有硬盘同时耗尽使用寿命。与 RAID 5 相比,这可能会稍微影响性能。至少需要三个硬盘。RAID F1 可承受单个硬盘丢失。硬盘发生故障时,故障硬盘上的数据将从其余硬盘上延展的奇偶校验进行重建。因此,当 RAID F1 阵列处于降级状态时,读写性能会受到严重影响。RAID F1 是全闪存阵列的理想选择。

简单理解

RAID0 最少需要配置 1 块硬盘;
仅存储不冗余;

RAID1 最少需要配置 2 块相同容量硬盘;
在 2 块相同容量的硬盘形态下,存储和冗余对半分布;
再每增加一块硬盘,仅 1 块硬盘存储,其他冗余;

RAID5 最少需要配置 3 块相同容量硬盘;
在 3 块相同容量的硬盘形态下,1 块硬盘冗余,2 块硬盘存储;
再每增加一块硬盘,仅 1 块硬盘冗余,其他存储;

RAID6 最少需要配置 4 块相同容量硬盘;
在 4 块相同容量的硬盘形态下,存储和冗余对半分布;
再每增加一块硬盘,用 2 块硬盘冗余,其他存储;

RAID10 最少需要配置 4 块相同容量硬盘;
在 4 块相同容量的硬盘形态下,存储和冗余对半分布;
必须每次增加 2 块硬盘,且持续存储和冗余对半分布;

SHR = RAID5
SHR2 = RAID10

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