最全面的各类RAID详解 _RAID

磁盘阵列（Redundant Arrays of Independent Disks，RAID），全称独立磁盘冗余阵列。
磁盘阵列是由很多廉价的磁盘，组合成一个容量巨大的磁盘组，利用个别磁盘提供数据所产生加成效果提升整个磁盘系统效能。利用这项技术，将数据切割成许多区段，分别存放在各个硬盘上。
利用同位检查（ParityCheck）的观念，在数组中任意一个硬盘故障时，仍可读出数据，在数据重构时，将数据经计算后重新置入新硬盘中。
相同的数据存储在多个硬盘的不同的地方的方法。通过把数据放在多个硬盘上（冗余），输入输出操作能以平衡的方式交叠，改良性能。因为多个硬盘增加了平均故障间隔时间（MTBF），储存冗余数据也增加了容错。
分类：
一是外接式磁盘阵列柜、二是内接式磁盘阵列卡，三是利用软件实现。
RAID实现的方式：
RAID 0，RAID 1，RAID2，RAID 3，RAID 4，RAID 5，RAID 6，RAID 7，RAID 01，RAID 10，RAID50，RAID 53 。
常见的有：RAID 0，RAID 1，RAID 5，RAID 6，RAID 01，RAID 10 。
原理剖析：
RAID 0：
RAID 0又称为Stripe或Striping，中文称之为条带化存储，它代表了所有RAID级别中最高的存储性能。
原理：
是把连续的数据分散到多个磁盘上存取，系统有数据请求就可以被多个磁盘并行的执行，每个磁盘执行属于它自己的那部分数据请求。这种数据上的并行操作可以充分利用总线的带宽，显著提高磁盘整体存取性能。
磁盘空间 = 磁盘总量 = 100%
需要的磁盘数 ≥ 2
读写性能= 优秀 = 磁盘个数(n)*I/O速度 = n*100%
块大小 = 每次写入的块大小 = 2的n次方 = 一般为2~512KB
优点：
1、充分利用I/O总线性能使其带宽翻倍，读/写速度翻倍。
2、充分利用磁盘空间，利用率为100% 。
缺点：
1、不提供数据冗余。
2、无数据检验，不能保证数据的正确性。
3、存在单点故障。
应用场景：
1、对数据完整性要求不高的场景，如：日志存储，个人娱乐
2、要求读写效率高，安全性能要求不高，如图像工作站
架构图：

文章插图

RAID 1：
RAID 1又称为Mirror或者Mirroring，中文称之为镜像存储。RAID 1是磁盘阵列中单位成本最高的，磁盘利用率最低，但提供了很高的数据安全性和可用性。
原理：
将一个两块硬盘所构成RAID磁盘阵列，其容量仅等于一块硬盘的容量，因为另一块只是当作数据“镜像”通过镜像实现数据冗余，成对的独立磁盘上产生互为备份的数据。当原始数据繁忙时，可直接从镜像拷贝中读取数据，因此RAID 1可以提高读取性能。当一个磁盘失效时，系统可以自动切换到镜像磁盘上读写，而不需要重组失效的数据。最大允许互为镜像内的单个磁盘故障，如果出现互为镜像的两块磁盘故障则数据丢失。
。
磁盘空间 = 磁盘总量/2 = 50%
需要的磁盘数(n) ≥ 2*n
读性能= 优秀 = I/O性能*n = 200%
写性能 = 正常 = I/O性能 = 100%
优点：
1、提供数据冗余，数据双倍存储。
2、提供良好的读性能
缺点：
1、无数据校验
2、磁盘利用率低，成本高
应用场景：
1、存放重要数据，如数据存储领域
架构图：

文章插图

RAID 2：
RAID 0 的优化版本
原理：
每次读写需要全组磁盘联动，，提供汉明码错误校验机制，将数据进行编码后分区为独立的位，并将数据分别写入硬盘中。因为在数据中加入了错误修正码，输出数据的速率与驱动器组中速度最慢的相等。
磁盘空间 ≤ 磁盘总量
需要的磁盘数 ≥ 3
数据单位 = 字节
优点：
1、有数据校验机制
2、磁盘的寻道时间减少
缺点：
1、目前应用场景不多，基本被淘汰。
2、成本高
应用场景：
影像处理或者CAD/CAM的工作站
架构图：

文章插图

RAID 3：
类似于RAID 2 ，
原理：
采用Bit－interleaving（数据交错存储）技术，它需要通过编码再将数据位分区后分别存在硬盘中，而将同位检查后单独存在一个硬盘中，但由于数据内的位分散在不同的硬盘上，因此就算要读取一小段数据资料都可能需要所有的硬盘进行工作，所以这种规格比较适于读取大量数据时使用。