超全面的的常用RAID詳解
阿新 • • 發佈：2018-09-28
ant 連續 合成 一是 取數 允許 操作 效率 重構 磁盤陣列（Redundant Arrays of Independent Disks，RAID），全稱獨立磁盤冗余陣列。
分類：
一是外接式磁盤陣列櫃、二是內接式磁盤陣列卡，三是利用軟件實現。
磁盤陣列是由很多廉價的磁盤，組合成一個容量巨大的磁盤組，利用個別磁盤提供數據所產生加成效果提升整個磁盤系統效能。利用這項技術，將數據切割成許多區段，分別存放在各個硬盤上。
利用同位檢查（ParityCheck）的觀念，在數組中任意一個硬盤故障時，仍可讀出數據，在數據重構時，將數據經計算後重新置入新硬盤中。
相同的數據存儲在多個硬盤的不同的地方的方法。通過把數據放在多個硬盤上（冗余），輸入輸出操作能以平衡的方式交疊，改良性能。因為多個硬盤增加了平均故障間隔時間（MTBF），儲存冗余數據也增加了容錯。
分類：
一是外接式磁盤陣列櫃、二是內接式磁盤陣列卡，三是利用軟件實現。
RAID分為很多種類，常見的有一下六種，如下圖所示：
| RAID級別 | 原理 | 磁盤空間 | 需要磁盤數 | 讀寫性能 | 塊大小 | 優點 | 缺點 | 應用場景 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| RAID0 (條帶化存儲) | 把連續的數據分散到多個磁盤上存取系統有數據請求就可以被多個磁盤並行的執行，每個磁盤執行屬於它自己的那部分數據請求。這種數據上的並行操作可以充分利用總線的帶寬，顯著提高磁盤整體存取性能。 | 100% | >=2 | 磁盤個數(n)I/O速度(n100%) | 2的n次方( 一般為2~512KB) | 充分利用I/O總線性能使其帶寬翻倍，讀寫速度翻倍；充分利用磁盤空間，利用率為100% | 無數據冗余，無數據校驗，不能保證該數據的正確性，存在單點故障 | 對數據完整性不高，如：日誌存儲，個人娛樂；讀寫效率高，如圖像工作站 |
| RAID1(鏡像存儲) | 將一個兩塊硬盤所構成RAID磁盤陣列，其容量僅等於一塊硬盤的容量，因為另一塊只是當作數據“鏡像”通過鏡像實現數據冗余，成對的獨立磁盤上產生互為備份的數據。當原始數據繁忙時，可直接從鏡像拷貝中讀取數據，因此RAID1可以提高讀取性能。當一個磁盤失效時，系統可以自動切換到鏡像磁盤上讀寫，而不需要重組失效的數據。最大允許互為鏡像內的單個磁盤故障，如果出現互為鏡像的兩塊磁盤故障則數據丟失 | %50(磁盤總量/2) | >=2*n | 讀性能:I/O性能*n(200%);寫性能:I/O性能(100%) | 提供數據冗余，數據雙倍存儲；提供良好的讀性能 | 無數據校驗，磁盤利用率低，成本高 | 存放重要的數據,如數據存儲領域 | |
| RAID2(RAID0的優化版本) | 每次讀寫需要全組磁盤聯動，，提供漢明碼錯誤校驗機制，將數據進行編碼後分區為獨立的位，並將數據分別寫入硬盤中。因為在數據中加入了錯誤修正碼，輸出數據的速率與驅動器組中速度最慢的相等 | <=磁盤總量 | >=3 | 有數據校驗機制 | 磁盤的尋道時間減少 | 成本高 | 影像處理或者CAD/CAM的工作站 | |
| RAID3(類似於RAID2。數據交錯存儲) | 采用Bit－interleaving（數據交錯存儲）技術，它需要通過編碼再將數據位分區後分別存在硬盤中，而將同位檢查後單獨存在一個硬盤中，但由於數據內的位分散在不同的硬盤上，因此就算要讀取一小段數據資料都可能需要所有的硬盤進行工作，所以這種規格比較適於讀取大量數據時使用 | n-1 | >=n+1 | 寫性能：一般；讀性能：良好 | 有數據校驗機制 | 校驗盤很容易成為整個系統的瓶頸 | 寫操作較少，讀操作較多的應用環境，如：數據庫、web服務器等；適合大文件類型且安全性要求較高的應用，如視頻編輯、硬盤播出機、大型數據庫等。 | |
| RAID5(奇偶存儲，條帶化存儲) | 據以塊分段條帶化存儲。校驗信息交叉地存儲在所有的數據盤上。數據和相對應的奇偶校驗信息存儲到組成RAID5的各個磁盤上，並且奇偶校驗信息和相對應的數據分別存儲於不同的磁盤上，其中任意N-1塊磁盤上都存儲完整的數據 | n-1 | >=3 | 磁盤個數(n)I/O速度(n100%) | 讀寫性能高，有校驗機制，磁盤空間利用率高 | 磁盤越多安全性越差 | 安全性高，如金融、數據庫、存儲等 | |
| RAID01(RAID0和RAID1的組合形式) | 先做RAID0，再將RAID0組合成RAID1，擁有兩種RAID的特性 | 50%(n/2) | 2*n~4 | RAID0 | 較高的IO性能，有數據冗余，無單點故障 | 成本稍高，安全性能比RAID10差 | 適用於既有大量數據需要存取，同時又對數據安全性要求嚴格的領域，如銀行、金融、商業超市、倉儲庫房、各種檔案管理等 | |
| RAID01(RAID0和RAID1的組合形式) | 先做RAID1再將RAID1組合成RAID0，擁有兩種RAID的特性 | 50% | 2*n~4 | RAID0 | RAID10讀性能優於RAID01,較高的IO性能，有數據冗余，無單點故障，安全性能高 | 成本稍高 | 適用於既有大量數據需要存取，同時又對數據安全性要求嚴格的領域，如銀行、金融、商業超市、倉儲庫房、各種檔案管理等 |
超全面的的常用RAID詳解