磁碟冗餘陣列（RAID）
阿新 • • 發佈：2022-04-03
- 1. 什麼是RAID
- RAID(Redundant Array of IndependentDisk 獨立冗餘磁碟陣列) RAID就是一種由多塊廉價磁碟構成的冗餘陣列，在作業系統下是作為一個獨立的大型儲存裝置出現。RAID可以充分發 揮出多塊硬碟的優勢，可以提升硬碟速度，增大容量，提供容錯功能夠確保資料安全性，易於管理的優點，在任何一塊硬碟出現問題的情況下都可以繼續工作，不會受到損壞硬碟的影響。
- 2. RAID分類
- (1) RAID0(DataStripping資料分條技術): RAID 0可以把多塊硬碟連成一個容量更大的硬碟群，可以提高磁碟的效能和吞吐量。RAID0沒有冗餘或錯誤修復能力，成本低，要求至少兩個磁碟，一般只是在那些對資料安全性要求不高的情況下才被使用。
- 容錯性： 沒有 冗餘型別： 沒有
- 熱備盤選項： 沒有 讀效能： 高
- 隨機寫效能： 高 連續寫效能： 高
- 需要的磁碟數： 只需2個或2*N個（這裡應該是多於兩個硬碟都可以） 可用容量： 總的磁碟的容量
- 典型應用： 無故障的迅速讀寫，要求安全性不高，如圖形工作站等。
- RAID0的缺點是不提供資料冗餘，因此一旦使用者資料損壞，損壞的資料將無法得到恢復。（一旦其中一個出問題就全完了，因為每個硬碟只存其中一部分）RAID0具有的特點，使其特別適用於對效能要求較高，而對資料安全不太在乎的領域，如圖形工作站等。對於個人使用者，RAID0也是提高硬碟儲存效能的絕佳選擇。
- （2）RAID1(Mirroring磁碟映象): 把一個磁碟的資料映象到另一個磁碟上，在不影響效能情況下最大限度的保證系統的可靠性和可修復性上，具有很高的資料冗餘能力，但磁碟利用率為50%，故成本最高，多用在儲存關鍵性的重要資料的場合。RAID 1的操作方式是把使用者寫入硬碟的資料百分之百地自動複製到另外一個硬碟
- RAID1有以下特點：1.RAID1的每一個磁碟都具有一個對應的映象盤，任何時候資料都同步映象， 系統可以從一組 映象盤中的任何一個磁碟讀取資料。2.磁碟所能使用的空間只有磁碟容量總和的一半，系統成本高。3.出現硬碟故障的RAID系統不再可靠，應當及時的更換損壞的硬碟，否則剩餘的映象盤也出現問題，那麼整個系統就會崩潰。4.更換新盤後原有資料會需要很長時間同步映象，外界對資料的訪問不會受到影響，只是這時整個系統的效能有所下降。5.RAID1磁碟控制器的負載相當大，用多個磁碟控制器可以提高資料的安全性和可用性。但是隻要系統中任何一對映象盤中至少有一塊磁碟可以使用，甚至可以在一半數量的硬碟出現問題時系統都可以正常執行。
- 容錯性： 高 冗餘型別： 沒有
- 熱備盤選項： 有 讀效能： 低
- 隨機寫效能： 低 連續寫效能： 低
- 需要的磁碟數： 只需2個或2*N個（這裡應該是多於兩個硬碟都可以） 可用容量： 100%/N
- 典型應用： 存放重要資料，如伺服器和資料庫儲存等領域。
- （3）RAID5(奇偶校驗資訊): RAID5不對儲存的資料進行備份，而是把資料和相對應的奇偶校驗資訊儲存到組成RAID5的各個磁碟上，並且奇偶校驗資訊和相對應的資料分別儲存於不同的磁碟上。當RAID5的一個磁碟資料發生損壞後，利用剩下的資料和相應的奇偶校驗資訊去恢復被損壞的資料。
- 容錯性： 有 冗餘型別： 奇偶校驗
- 熱備盤選項： 有 讀效能： 高
- 隨機寫效能： 低 連續寫效能： 低
- 需要的磁碟數： 三個或更多
- 可用容量： （n-1）/n的總磁碟容量（n為磁碟數）
- 典型應用： 隨機資料傳輸要求安全性高，如金融、資料庫、儲存等。
- RID5特點以理解為是RAID0和RAID1的折衷方案。RAID5可以為系統提供資料安全保障，但保障程度要比Mirror低而磁碟空間利用率要比Mirror高。RAID5具有和RAID0相近似的資料讀取速度，只是多了一個奇偶校驗資訊，寫入資料的速度比對單個磁碟進行寫入操作稍慢。同時由於多個數據對應一個奇偶校驗資訊，RAID5的磁碟空間利用率要比RAID1高，儲存成本相對較低。
- 3.RAID總結
- 型別 讀寫效能 安全性 磁碟利用率 成本 應用方面
- RAID0 最好（因並行性而提高） 最差（完全無安全保障） 最高（100％） 最低 個人使用者
- RAID1 讀和單個磁碟無分別，寫則要寫兩邊 最高（提供資料的百分之百備份） 差（50％） 最高 適用於存放重要資料，如伺服器和資料庫儲存等領域。
- RAID5 讀：RAID 5＝RAID 0（相近似的資料讀取速度） 寫：RAID 5<對單個磁碟進行寫入操作（多了一個奇偶校驗資訊寫入） RAID 5 RAID 5>RAID 1 是一種儲存效能、資料安全和儲存成本兼顧的儲存解決方案。
- RAID10 讀：RAID10＝RAID0 寫：RAID10＝RAID1 RAID10＝RAID1 RAID10＝RAID1（50％） RAID10＝RAID1 集合了RAID0，RAID1的優點，但是空間上由於使用映象，而不是類似RAID5的“奇偶校驗資訊”，磁碟利用率一樣是50％
- 4．RAID中條帶的概念
- 每個磁碟上儲存條帶的一部分，稱為sagment，也稱為條帶深度。一個條帶包含的扇區或塊的個數，稱為條帶長度。
- 5.硬RAID和軟RAID的區別
- 效能：軟RAID CPU佔用率>硬RAID CPU 所以硬RAID效能強於軟RAID
- 穩定性：硬體上的限制如硬碟散熱等 所以硬RAID安全性強於軟RAID、
- 操作簡便性： 軟RAID簡便性強於硬RAID
- 相容性：硬RAID強於軟RAID
- 安全性：當有一塊硬碟損壞時，軟RAID不能實現重建的功能，而硬RAID有硬碟丟失時，它可以實現重建，以及如果RAID卡損壞時，它可以通過更換RAID卡，實現不丟失資料的功能 所以硬RAID安全性強於軟RAID
- 總結：軟RAID更簡便，而硬RAID效能相容安全都強與軟RAID
- 6．硬RAID下整合RAID和外插RAID卡的區別
- 效能：整合RAID的效能以及它的速度是通過主機板的CPU與記憶體來實現的，它會佔有主機板一定的頻寬，會影響整機的效能，而外插RAID卡，它本身有自己的CPU和記憶體，所以它的資料處理大部分都會由自己處理，不會影響主機板上的CPU與記憶體速度所以外插RAID效能強於整合RAID卡
- 安全性：整合RAID是通過更改主機板BOIS來實現的，一旦主機板損毀，coms電池掉電無意更改BOIS設定都會使RAID丟失，通過主機板做成的RAID一旦丟失就不能修復，而外插的卡不會有這種情況，所以外插RAID卡安全效能強與整合RAID