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摘要：

节点级 RAID 故障可能由多种原因引起，如控制板问题、病毒攻击、不必要的磁盘格式化、磁盘物理损坏等。这会导致用户无法访问云存储，造成停机。在这种情况下，使用专业 RAID 恢复软件，可以帮助从降级的 RAID 阵列中恢复数据，以确保业务连续性。

目录

• 什么是 RAID 存储？
• 理解云存储
• 云存储系统中的 RAID：重新构想远程存储的弹性
• 云存储系统中有哪些类型的 RAID？
• 云基础设施中 RAID 有哪些好处？
• 在云存储系统中设置 RAID 有哪些挑战？
• 云存储 RAID 故障有哪些？
• 结论

虽然 RAID 在个人、内容创作者和小型企业中很受欢迎，但其容错和数据弹性原则可用于大规模云存储基础设施。它可以与软件定义存储（SDS）和虚拟 RAID 阵列一起使用。让我们进一步了解云存储系统中的 RAID 如何工作。

什么是 RAID 存储？

RAID 是 Redundant Array of Independent Drives（独立驱动器冗余阵列）的缩写，是一种先进的数据存储技术，使用多个物理存储驱动器作为单个逻辑存储单元。

根据构建 RAID 阵列的目的——数据性能、针对磁盘故障的冗余，或两者兼有——会使用一种配置或级别（RAID-0、RAID-1、RAID-5 等）。

理解云存储

通常，云使用对象存储架构，将非结构化数据作为“对象”而不是单个文件和文件夹来存储和管理。这些对象存储在一个大型存储库中，该存储库可能分布在多个物理存储磁盘上。包括 Amazon Web Services（AWS）、Microsoft Azure 和 Google Cloud 在内的主要云存储服务提供商，都将其作为主要数据存储类型。

云中其他类型的数据存储架构是块存储和文件存储。

下表清晰区分了上述云存储类型。

云存储系统中的 RAID：重新构想远程存储的弹性

由于云存储依赖不同节点服务器上的物理磁盘，存在因中断、意外删除、勒索软件攻击或权限问题导致数据丢失和故障的风险。例如，对象存储提供快照和备份以恢复丢失数据。然而，因对象存储故障而进行的恢复会导致服务中断和停机。因此，为避免这些问题，在云中的物理层（由磁盘组成）或存储桶引入 RAID 概念，以在故障期间保持云可访问。

以下是云服务提供商如何利用 RAID 特性实现弹性和数据可用性：

裸机或 VM 主机

一些云提供商允许用户直接访问传统 RAID 设置，如 RAID-0、RAID-1、RAID-10 或更高，并在裸机实例（硬件）上配置它们。这对于需要高性能计算环境或希望满足严格数据冗余要求的客户至关重要。对于虚拟机磁盘，提供商在主机级别暴露本地 RAID 配置。这使 VM 能够受益于增强的冗余和性能。虚拟化 RAID 帮助存储系统获得灵活性，以适应特定工作负载需求或任务，如数据库管理或托管需要高 I/O 吞吐量的应用程序。

软件定义存储（SDS）

软件定义存储平台，如 Ceph、MinIO 等，使用虚拟设备（vdevs）。管理员可以将这些配置为镜像或奇偶校验组，通过放置组组织存储池——放置组是动态对象的集合，可适应不同资源需求。不是硬件 RAID，而是应用本地奇偶校验或镜像策略来处理节点故障、简化重建并确保数据可用性。SDS 解决方案通过将物理磁盘驱动器转变为大型、灵活的存储池来实现这一点。这些策略一旦应用，就决定了数据如何在云基础设施中分布、保护和检索。

对象存储

对于对象存储服务，如 Amazon S3（Simple Storage Service）和 OpenStack，物理 RAID 设置被抽象层取代，该抽象层使用纠删码和复制来实现高持久性。抽象层向应用程序暴露一个存储桶，该存储桶可以绑定到对象存储提供商内的多个桶。当数据写入暴露的桶时，它被分发到后端桶，并且每个桶引入奇偶校验（冗余片段）。这允许组织使用后端存储桶而不会造成服务中断。

当后端中的存储桶不可用、被删除或被勒索软件加密时，抽象层可以使用其他桶中的奇偶校验数据（冗余片段）来重建丢失或无法访问的数据。这是自愈功能，实时执行。

云存储系统中有哪些 RAID 类型？

以下是云中一些常用的 RAID 设置及其使用方式：

RAID 0 – 用于非关键环境或多节点设置
RAID 1 – 用于需要冗余（镜像）的地方
RAID 10 – 用于处理关键任务数据和托管大型数据库
RAID 5 和 RAID 6 在大规模云基础设施中不太常见，但在某些环境中仍可能使用。

云基础设施中 RAID 的优势是什么？

将 RAID 概念与云存储集成适合许多企业，因为它满足多样化的存储需求。选择云基础设施中的 RAID 有几个好处：

• 云存储系统中的 RAID 将本地 RAID 冗余（用于硬件故障）与异地云备份（用于勒索软件、逻辑错误和灾难事件）相结合。
• 远程访问与协作成为可能，因为用户可以从任何地方共享或访问文件。这显著提高了远程员工和分布式团队的生产力。
• 集中管理工具，如 QNAP Hybrid Backup Center，有助于简化和监控复杂的跨站点备份作业，包括到云的备份。
• 在发生灾难时，RAID 云系统可以轻松恢复，而不会造成重大停机或服务中断。

在云存储系统中设置 RAID 的挑战是什么？

虽然云中 RAID 有几个优势，包括可扩展性，但也有一些权衡。

• 云中的虚拟 RAID 比传统 RAID 设置慢，因为用户需要互联网才能访问其上的应用程序或数据。网络拥塞可能引入延迟，这可能影响实时应用程序（如交易或视频流）的性能。
• 管理分布在多个平台上的多个 RAID 云存储系统也非常复杂。为此需要复杂的软件和专家。
• 为克服性能问题，云服务提供商可能会对 API 请求实施限制，或对小型写操作收取更多费用。最好将数据批量处理，以最小化数据写操作。
• 数据保护范围有限，因为 RAID 不是备份解决方案。它只能防止有限的驱动器故障。它不能防止意外删除、勒索软件或损坏，而这些在云环境中是更常见的威胁。

云存储 RAID 故障有哪些？

RAID 云基础设施由多个节点组成，在节点上可以设置本地 RAID 阵列（如果需要）以防止数据丢失。然而，在节点级别，可能会发生 RAID 故障，这可能导致该特定节点上的数据无法访问。这可能是由于：

• RAID 控制器故障
• 成员磁盘故障
• 意外格式化 RAID 卷
• 分区损坏或配置错误
• 勒索软件和恶意软件攻击

对象存储系统使用纠删码，利用其他可用节点的数据片段和奇偶校验，在新节点上重建无法访问的数据。然而，这个方法无法重建节点上发生故障的 RAID 阵列。

您可以使用专门的 RAID 数据恢复软件来重建崩溃或无法访问的 RAID 阵列，使节点重新上线；可以虚拟重建 RAID-0、RAID-5 或 RAID-6 阵列，扫描并从中恢复数据。借助先进的数据恢复算法，可以对成员驱动器执行深入的字节级扫描，以检索丢失的文件。

RAID 数据恢复软件的一些亮点：

• 恢复因意外删除、分区格式化和其他原因丢失的数据。
• 支持恢复不同类型的文件——文档、图像、视频、演示文稿、邮箱数据文件（MBOX、OST、PST 等）等。
• 以 100% 准确率从崩溃、损坏或逻辑损坏的 RAID 驱动器中检索文件和文件夹。
• 帮助从 RAID 服务器的已扫描成员驱动器中恢复单个文件和文件夹。
• 支持嵌套 RAID 级别，如 RAID-10、50 等。
• 重建配置参数未知的 RAID 服务器。
• 从外部 HDD、SSD、SD 卡、笔式驱动器以及光学介质（CD/DVD）恢复数据。
• 从崩溃或无法启动的 Windows PC 中检索文件和文件夹。
• 使用内置驱动器监视器检查已连接存储介质的健康状况。

结论

通过在云存储中使用 RAID，管理员可以构建既提供本地 RAID 阵列的速度和冗余，又具备云的可扩展性和高数据可用性的基础设施。这种混合存储模型对数据库、媒体存储和高可用性系统很有用，但也有一些挑战，包括延迟和复杂性。在 RAID 阵列发生故障时，使用专门的 RAID 数据恢复程序可以简单地恢复其数据。