NAS的搞机之旅 篇四:数据安全也是随机概率 RAID 5阵列可靠吗?

2019-06-11 14:04:09 8点赞 88收藏 30评论

对于许多NAS新手来说,一般组RAID弄个RAID 5就完事了。大家普遍认为RAID 5阵列是一个十分折中的方案,它既有与RAID 0的相近似的数据读取速度,还有类似于RAID 1的拥有1块冗余盘的数据安全保障,组这样子的RAID两全其美,何乐而不为?

数据安全也是随机概率   RAID 5阵列可靠吗?

实际上,RAID 5的工作原理是把数据以块为单位分布到各个硬盘上。RAID 5不对数据进行备份,而是把数据和与其相对应的奇偶校验信息存储到组成RAID5的各个磁盘上,并且奇偶校验信息和相对应的数据分别存储于不同的磁盘上。当RAID5的一个磁盘数据损坏后,利用剩下的数据和相应的奇偶校验信息去恢复被损坏的数据。

数据安全也是随机概率   RAID 5阵列可靠吗?

这样子一听,感觉RAID 5也是十分靠谱的,只要不同时坏掉2块及以上的硬盘,那么我的数据就没事了。而且相比较于其他方案来说,这个方案存储成本较低,性能又很不错,所以被大众所普遍接受也是正常的事,但是它是否真的能保障数据安全呢?

讲到这里我要先提一个概念,叫做URE (Unrecoverable Read Error rate) “不可恢复性读取错误率”。现在有的厂商也叫做Non-recoverable Errors per bits read或者NonrecoverableRead Error rate。

一般来说,SATA硬盘具有1x10^-14 次方的不可恢复性读取错误率,意思是说每100,000,000,000,000 Bit(11.3687 TB),就会有1个Bit是硬盘用尽了所有的方法也读不出来的,这个Bit 是这块硬盘的黑洞。

我们来看一下市场上各个NAS硬盘的不可恢复性读取错误率,这个数据可以在各品牌官网上查询。

西部数据NAS红盘的URE为小于1in10^14。

数据安全也是随机概率   RAID 5阵列可靠吗?

数据安全也是随机概率   RAID 5阵列可靠吗?

希捷IRONWOLF酷狼系列的URE根据硬盘容量不同也有不同,其中6~14 TB为最大1 per 10E15,6TB以下的为最大1 per 10E14。

数据安全也是随机概率   RAID 5阵列可靠吗?

数据安全也是随机概率   RAID 5阵列可靠吗?

希捷还有一个酷狼Pro系列,该系列的URE则全部为最大1 per 10E15。

数据安全也是随机概率   RAID 5阵列可靠吗?

数据安全也是随机概率   RAID 5阵列可靠吗?

西数红盘说的是小于1 in 10^14 ,希捷酷狼说的是最大是1 in 10^15,厂商都喜欢玩文字游戏,咱们不去咬文嚼字,直接按照1 in 10^14来计算概率,那么就是一百万亿分之一,咱们应该很多人会小看这个概率。

实则不然。

假设我们用4块4 TB的硬盘组建RAID 5阵列,突然抽掉一块磁盘,那么剩下的3块4 TB硬盘会从头到脚全部读一遍来重建冗余信息。

3 × 4 TB =12TB

那么这三块硬盘一共读取的这12 TB的容量里面碰到一个URE的概率是多少呢?

1—(1—1/1014)^  (12 × 8 × 1024× 1024× 1024× 1024)≈0.652

通过计算得到概率为65.2%,这个概率真的不算小了。

而且这个这个错误并不是硬盘的坏道导致的,所以硬盘SMART根本无法感知出来,而且一般超过12.5 TB的RAID 5阵列重建机制会强制对全盘数据进行CRC校验,校验的结果会因为这个URE黑洞的出现导致校验出错,RAID 5所以也必然重建失败。

那么如何避免碰到URE呢?

1、针对于硬盘的选择上,我们要选择适合的硬盘,一般就硬盘的可靠性而言,企业级硬盘>NAS硬盘>监控盘>普通盘。同时买硬盘的时候,请查清楚你所需要购买的硬盘的不可恢复性读取错误率,一般的NAS盘的URE在1 in 10^14左右,好的企业盘会在1 in 10^15,甚至可以达到1 in 10^16。

2、注意硬盘的使用寿命,一般硬盘的寿命为3~5年,到期就记得更换。而且在日常使用中,避免硬盘的两大杀手,共振与电压不稳。

3、可以尝试其他备份方式,如RAID 6以及RAID 50等等。

4、备份、备份、再备份。

没有一个备份计划是完美的,但是如果要讲的话,咱们可以从目前广为接受的 3-2-1 备份策略:3 份副本、2 种不同备份媒体、1 个异地储存来说起。当然这些都是NAS必备,但是备份远不止这些,这次我们来聊一聊威联通的全新应用——HBS 3(混合型备份与同步中心),这个应用做备份做到绝了,个人感觉,威联通不去做大型商业级别的灾备方案简直可惜了。

 

数据安全也是随机概率   RAID 5阵列可靠吗?

这个HBS 3是将数据备份、复原、同步等功能整合到一个应用里面,通过应用可以将 QNAP NAS 中的数据备份或同步到另一台 QNAP NAS、远程服务器或云端备份空间中。

值得一提的是,威联通使用了重复数据删除 (QuDedup) 技术可加速多版本备份效率,节省带宽及储存空间。Windows、Mac 及 Linux(Ubuntu) 使用者还可下载 QuDedup Extract Tool 应用工具解析 QuDedup 去重复化文件格式 .qdff,并直接在计算机上还原从远程或云端上所下载的 .qdff 档案,让您的备份档随处可携。


数据安全也是随机概率   RAID 5阵列可靠吗?

数据安全也是随机概率   RAID 5阵列可靠吗?

咱们先从3-2-1 备份策略开始,来讲一下备份是如何做到万无一失的。

备份:

通过HBS 3,我们可以把资料备份到本地端 NAS、外接装置 (USB 一键启动备份功能)、远程服务器或云端储存空间中,而且这还是多版本备份机制,可以确保重要数据妥善保存,也可便利追踪修改纪录。

数据安全也是随机概率   RAID 5阵列可靠吗?

数据安全也是随机概率   RAID 5阵列可靠吗?

还原:

当意外发生或数据遗失时,您可实时从本地端 NAS、外接装置、远程服务器或云端储存空间选择您想回复的档案版本迅速还原档案。

同步:

同步其实是较为麻烦的,不过通过HBS 3,用户可选择将 QNAP NAS 上的档案单向同步至本地端 NAS 或外接装置;透过RTRR、Rsync、FTP、CIFS/SMB协议单向或双向同步远程NAS或服务器的档案;单向或双向同步云端空间的档案,以下是威联通NAS可以进行同步的方案。

数据安全也是随机概率   RAID 5阵列可靠吗?

数据安全也是随机概率   RAID 5阵列可靠吗?

数据安全也是随机概率   RAID 5阵列可靠吗?

数据安全也是随机概率   RAID 5阵列可靠吗?

数据安全也是随机概率   RAID 5阵列可靠吗?

数据安全也是随机概率   RAID 5阵列可靠吗?

将备份工作做到这么细致也是很厉害了。

此外最值得肯定的一点是,用户还可下载 QuDedup Extract Tool 应用工具解析 QuDedup 去重复化文件格式 .qdff,并直接在计算机上还原从远程或云端上所下载的 .qdff 资料,这意味着你的资料可以在NAS、计算机及云端跨设备存取,不担心在云端泄露。

总结

对于硬盘容量较低,而且数据安全性要求不是太高的玩家,RAID 5还是主流推荐,但是如果硬盘容量较高,而且数据十分重要就需要考虑一些其他的方式或者备份方案来保证数据的安全了。


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30评论

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  • 30楼
    06-29 10:25
    1

    还有一个问题
    SATA硬盘具有1x10^-14 次方的不可恢复性读取错误率,意思是说每100,000,000,000,000 Bit(11.3687 TB),就会有1个Bit是硬盘用尽了所有的方法也读不出来的,这个Bit 是这块硬盘的黑洞。
    按照上面这句话的意思,大概每11.3687TB会有一个Bit读不出,然后我们有3X4T=12T,大概不是应该也就是有1Bit不能读取吗?为什么经过你这什么鬼公式一算(抱歉我小学毕业看不懂公式),不能恢复几率高达65.2%?如果RIAD5的恢复几率那么低,那当初创建RAID5的人干脆就取消这种模式得了,为什么还有人用?
    还有,如果恢复几率只有40%,那么我们直接做一个实验吧,就是手动换掉一个硬盘进行恢复,按照这几率,那不是2次就一定会失败一次?我们直接做20次恢复试验,看看会不会失败10次吧……

    他那个概率算错了,误导人的。我们公司专门做存储的和数据备份恢复的,raid5重建基本都成功(只要不是坏2块以上),最好带raid卡或硬raid。

  • 29楼
    06-26 11:03
    芝麻信用

    请问可不可盘1和盘2做Raid1,重要数据资料存在这里,然后盘3和盘4不做raid呢?

  • 28楼
    06-21 23:40
    Visa淘金计划

    形似科学、实则骇人听闻的不负责任文章!RAID5的恢复不知道碰到数不清的次数了,无一例外、全部成功。你RAID5恢复失败不去找具体原因,搞什么Ujj算什么拍脑袋的无厘头概率,真心会害人不浅!!!

  • 27楼
    06-18 13:36
    1

    还有一个问题
    SATA硬盘具有1x10^-14 次方的不可恢复性读取错误率,意思是说每100,000,000,000,000 Bit(11.3687 TB),就会有1个Bit是硬盘用尽了所有的方法也读不出来的,这个Bit 是这块硬盘的黑洞。
    按照上面这句话的意思,大概每11.3687TB会有一个Bit读不出,然后我们有3X4T=12T,大概不是应该也就是有1Bit不能读取吗?为什么经过你这什么鬼公式一算(抱歉我小学毕业看不懂公式),不能恢复几率高达65.2%?如果RIAD5的恢复几率那么低,那当初创建RAID5的人干脆就取消这种模式得了,为什么还有人用?
    还有,如果恢复几率只有40%,那么我们直接做一个实验吧,就是手动换掉一个硬盘进行恢复,按照这几率,那不是2次就一定会失败一次?我们直接做20次恢复试验,看看会不会失败10次吧……

    2

    前几天和一个做数据中心运维的朋友聊天,他说他RAID 5 重建从来没有成功过,或者你可以试一下,我认为的是数据占盘较多的情况下,大概率失败,数据少的情况下,没有问题,我之前数据较少时候试过几次,没有遇到问题。

    4

    总共34.9T,数据占用25.3T,两次恢复用时都差不多24小时

  • 26楼
    1

    还有一个问题
    SATA硬盘具有1x10^-14 次方的不可恢复性读取错误率,意思是说每100,000,000,000,000 Bit(11.3687 TB),就会有1个Bit是硬盘用尽了所有的方法也读不出来的,这个Bit 是这块硬盘的黑洞。
    按照上面这句话的意思,大概每11.3687TB会有一个Bit读不出,然后我们有3X4T=12T,大概不是应该也就是有1Bit不能读取吗?为什么经过你这什么鬼公式一算(抱歉我小学毕业看不懂公式),不能恢复几率高达65.2%?如果RIAD5的恢复几率那么低,那当初创建RAID5的人干脆就取消这种模式得了,为什么还有人用?
    还有,如果恢复几率只有40%,那么我们直接做一个实验吧,就是手动换掉一个硬盘进行恢复,按照这几率,那不是2次就一定会失败一次?我们直接做20次恢复试验,看看会不会失败10次吧……

    2

    前几天和一个做数据中心运维的朋友聊天,他说他RAID 5 重建从来没有成功过,或者你可以试一下,我认为的是数据占盘较多的情况下,大概率失败,数据少的情况下,没有问题,我之前数据较少时候试过几次,没有遇到问题。

    3

    上周6*8t的raid5连作两次重建(只为换上两颗79刀的10t)都成功了。虽然这批8t也就用了半年

    里面的数据多吗? [大白菜]

  • 25楼
    06-18 11:09
    1

    还有一个问题
    SATA硬盘具有1x10^-14 次方的不可恢复性读取错误率,意思是说每100,000,000,000,000 Bit(11.3687 TB),就会有1个Bit是硬盘用尽了所有的方法也读不出来的,这个Bit 是这块硬盘的黑洞。
    按照上面这句话的意思,大概每11.3687TB会有一个Bit读不出,然后我们有3X4T=12T,大概不是应该也就是有1Bit不能读取吗?为什么经过你这什么鬼公式一算(抱歉我小学毕业看不懂公式),不能恢复几率高达65.2%?如果RIAD5的恢复几率那么低,那当初创建RAID5的人干脆就取消这种模式得了,为什么还有人用?
    还有,如果恢复几率只有40%,那么我们直接做一个实验吧,就是手动换掉一个硬盘进行恢复,按照这几率,那不是2次就一定会失败一次?我们直接做20次恢复试验,看看会不会失败10次吧……

    2

    前几天和一个做数据中心运维的朋友聊天,他说他RAID 5 重建从来没有成功过,或者你可以试一下,我认为的是数据占盘较多的情况下,大概率失败,数据少的情况下,没有问题,我之前数据较少时候试过几次,没有遇到问题。

    上周6*8t的raid5连作两次重建(只为换上两颗79刀的10t)都成功了。虽然这批8t也就用了半年

  • 24楼
    1

    还有一个问题
    SATA硬盘具有1x10^-14 次方的不可恢复性读取错误率,意思是说每100,000,000,000,000 Bit(11.3687 TB),就会有1个Bit是硬盘用尽了所有的方法也读不出来的,这个Bit 是这块硬盘的黑洞。
    按照上面这句话的意思,大概每11.3687TB会有一个Bit读不出,然后我们有3X4T=12T,大概不是应该也就是有1Bit不能读取吗?为什么经过你这什么鬼公式一算(抱歉我小学毕业看不懂公式),不能恢复几率高达65.2%?如果RIAD5的恢复几率那么低,那当初创建RAID5的人干脆就取消这种模式得了,为什么还有人用?
    还有,如果恢复几率只有40%,那么我们直接做一个实验吧,就是手动换掉一个硬盘进行恢复,按照这几率,那不是2次就一定会失败一次?我们直接做20次恢复试验,看看会不会失败10次吧……

    前几天和一个做数据中心运维的朋友聊天,他说他RAID 5 重建从来没有成功过,或者你可以试一下,我认为的是数据占盘较多的情况下,大概率失败,数据少的情况下,没有问题,我之前数据较少时候试过几次,没有遇到问题。

  • 23楼
    06-17 11:26

    按照我对RAID5的理解,每个硬盘上面都有一份其他盘的校验数据,如果坏掉一块硬盘,重建的时候需要读取其他盘的校验数据,这个时候我们剩下3块硬盘=12T,但是校验数据应该只有1/4?所以有差不多3T是校验数据?然后请根据公式计算出这12T数据中有一个坏的Bit的几率,并且校验数据恰好存储在这个坏的Bit上的几率……
    对了,这还是在这12T硬盘完全写满的情况下,因为如果不写满,这个坏的Bit有可能是在一个空的位置,对吗?
    小白一个,说唱勿怪……

  • 22楼
    06-17 11:11

    还有一个问题
    SATA硬盘具有1x10^-14 次方的不可恢复性读取错误率,意思是说每100,000,000,000,000 Bit(11.3687 TB),就会有1个Bit是硬盘用尽了所有的方法也读不出来的,这个Bit 是这块硬盘的黑洞。
    按照上面这句话的意思,大概每11.3687TB会有一个Bit读不出,然后我们有3X4T=12T,大概不是应该也就是有1Bit不能读取吗?为什么经过你这什么鬼公式一算(抱歉我小学毕业看不懂公式),不能恢复几率高达65.2%?如果RIAD5的恢复几率那么低,那当初创建RAID5的人干脆就取消这种模式得了,为什么还有人用?
    还有,如果恢复几率只有40%,那么我们直接做一个实验吧,就是手动换掉一个硬盘进行恢复,按照这几率,那不是2次就一定会失败一次?我们直接做20次恢复试验,看看会不会失败10次吧……

  • 21楼
    06-17 11:01

    请教一下,RAID5重建的时候,3块4T硬盘是否真的需要从头到尾读取一遍数据?还是说只需要读取里面的校验数据,如果只需要读取里面的校验数据,那么可能不是3X4T=12T那么多吧?可能只需要1/4?那么不能恢复几率是不是要降低一些。小白一个,就问一下而已,说错勿怪……

  • 20楼
    06-14 12:29
    Visa淘金计划芝麻信用
    1

    说了多少次,家用别用raid5。要么raid1,嫌弃浪费就raid0多盘用软件定时备份文件夹。

    2

    551 3盘位+ 2ssd 应该咋组啊

    照楼主想法,肯定是raid1+1再加俩ssd做缓存

  • 19楼
    06-14 12:28
    Visa淘金计划芝麻信用
    1

    曾经手里凑齐过4块相同批号的2T硬盘,当时分别做过3块硬盘的raid5、4块硬盘的raid5和raid10来玩,没有raid卡。说下使用中的感受,3块硬盘的raid5完全是“鸡肋”啊,容量是2块硬盘,拷贝速度三种里最慢,因为有校验,我感觉甚至慢于两硬盘之间的对拷。4块硬盘的raid5和raid10速度上差不多,就是raid0的速度,容量一个是3块,另一个只有2块。7楼说的对,0和1就够用了。

    2

    四盘也可以试试RAID 6,数据安全有保障,速度比raid 1快一些

    raid5/6比起raid1区别就是读写会增加cpu校验,加重cpu负担,cpu的快慢会影响速度,换成raid1的话cpu负担少速度也会快

  • 18楼
    06-14 12:26
    Visa淘金计划芝麻信用
    1

    曾经手里凑齐过4块相同批号的2T硬盘,当时分别做过3块硬盘的raid5、4块硬盘的raid5和raid10来玩,没有raid卡。说下使用中的感受,3块硬盘的raid5完全是“鸡肋”啊,容量是2块硬盘,拷贝速度三种里最慢,因为有校验,我感觉甚至慢于两硬盘之间的对拷。4块硬盘的raid5和raid10速度上差不多,就是raid0的速度,容量一个是3块,另一个只有2块。7楼说的对,0和1就够用了。

    2

    我现在三盘raid5,比起raid1各种慢,可惜穷,买不起第四个8t,等到秋天就凑齐四个8t改成两个raid1

    3

    重建raid需要格式化硬盘,你3个8t的资料怎么拷贝出来……想想都头疼

    买一个8t,先拷满,再拆一个8t,再拷第一次没拷的,然后剩下两个8t再给开始两个分别做raid1

  • 17楼
    06-14 10:52
    Visa淘金计划
    1

    曾经手里凑齐过4块相同批号的2T硬盘,当时分别做过3块硬盘的raid5、4块硬盘的raid5和raid10来玩,没有raid卡。说下使用中的感受,3块硬盘的raid5完全是“鸡肋”啊,容量是2块硬盘,拷贝速度三种里最慢,因为有校验,我感觉甚至慢于两硬盘之间的对拷。4块硬盘的raid5和raid10速度上差不多,就是raid0的速度,容量一个是3块,另一个只有2块。7楼说的对,0和1就够用了。

    2

    我现在三盘raid5,比起raid1各种慢,可惜穷,买不起第四个8t,等到秋天就凑齐四个8t改成两个raid1

    重建raid需要格式化硬盘,你3个8t的资料怎么拷贝出来……想想都头疼

  • 16楼
    06-14 00:25
    1

    说了多少次,家用别用raid5。要么raid1,嫌弃浪费就raid0多盘用软件定时备份文件夹。

    2

    551 3盘位+ 2ssd 应该咋组啊

    什么551紫薯布丁

  • 15楼
    06-13 21:21
    1

    说了多少次,家用别用raid5。要么raid1,嫌弃浪费就raid0多盘用软件定时备份文件夹。

    551 3盘位+ 2ssd 应该咋组啊

  • 14楼
    06-12 19:07
    1

    曾经手里凑齐过4块相同批号的2T硬盘,当时分别做过3块硬盘的raid5、4块硬盘的raid5和raid10来玩,没有raid卡。说下使用中的感受,3块硬盘的raid5完全是“鸡肋”啊,容量是2块硬盘,拷贝速度三种里最慢,因为有校验,我感觉甚至慢于两硬盘之间的对拷。4块硬盘的raid5和raid10速度上差不多,就是raid0的速度,容量一个是3块,另一个只有2块。7楼说的对,0和1就够用了。

    四盘也可以试试RAID 6,数据安全有保障,速度比raid 1快一些

  • 13楼
    06-12 18:35
    Visa淘金计划芝麻信用
    1

    曾经手里凑齐过4块相同批号的2T硬盘,当时分别做过3块硬盘的raid5、4块硬盘的raid5和raid10来玩,没有raid卡。说下使用中的感受,3块硬盘的raid5完全是“鸡肋”啊,容量是2块硬盘,拷贝速度三种里最慢,因为有校验,我感觉甚至慢于两硬盘之间的对拷。4块硬盘的raid5和raid10速度上差不多,就是raid0的速度,容量一个是3块,另一个只有2块。7楼说的对,0和1就够用了。

    我现在三盘raid5,比起raid1各种慢,可惜穷,买不起第四个8t,等到秋天就凑齐四个8t改成两个raid1

  • 12楼
    06-12 18:33
    Visa淘金计划芝麻信用
    1

    基本用的是raid10

    raid10不如两个raid1

  • 11楼
    06-12 18:33
    Visa淘金计划芝麻信用

    所以结论就是买威联通就是了么?

  • 10楼
    06-12 17:49
    Visa淘金计划

    曾经手里凑齐过4块相同批号的2T硬盘,当时分别做过3块硬盘的raid5、4块硬盘的raid5和raid10来玩,没有raid卡。说下使用中的感受,3块硬盘的raid5完全是“鸡肋”啊,容量是2块硬盘,拷贝速度三种里最慢,因为有校验,我感觉甚至慢于两硬盘之间的对拷。4块硬盘的raid5和raid10速度上差不多,就是raid0的速度,容量一个是3块,另一个只有2块。7楼说的对,0和1就够用了。

  • 9楼
    1

    硬核广告,至于为啥不做企业级数据灾备,应该很清楚吧[皱眉][皱眉][皱眉][皱眉]

    求科普,为啥不做企业级灾备,我一直在疑惑 [买买买]

  • 8楼
    06-12 08:40

    硬核广告,至于为啥不做企业级数据灾备,应该很清楚吧 [皱眉] [皱眉] [皱眉] [皱眉]

  • 7楼
    06-12 01:32

    说了多少次,家用别用raid5。要么raid1,嫌弃浪费就raid0多盘用软件定时备份文件夹。

  • 6楼
    1

    虽然是篇软文,但还算科普,米到位确实是raid6更可靠[得意][得意][得意]

    RAID6拥有两块盘的冗余,安全性能提高了一个大台阶

  • 5楼
    1

    基本用的是raid10

    这个真的安全,哈哈哈

  • 4楼
    1

    科普了raid5不安全

    数据少无所谓,数据多了就不行了 ,要换其他RAID了

  • 板凳
    06-11 17:57

    科普了raid5不安全

  • 椅子
    06-11 16:22

    基本用的是raid10

  • 沙发
    06-11 15:00
    芝麻信用

    虽然是篇软文,但还算科普,米到位确实是raid6更可靠 [得意] [得意] [得意]

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