RAID是“Redundant Array of Independent Disk”的縮寫，中文意思是獨(dú)立冗余磁盤陣列。簡(jiǎn)單地解釋，就是將N臺(tái)硬盤通過(guò)RAID Controller（分Hardware，Software）結(jié)合成虛擬單臺(tái)大容量的硬盤使用。RAID的采用為存儲(chǔ)系統(tǒng)（或者服務(wù)器的內(nèi)置存儲(chǔ)）帶來(lái)巨大利益，其中提高傳輸速率和提供容錯(cuò)功能是最大的優(yōu)點(diǎn)。
簡(jiǎn)單的說(shuō)，RAID是一種把多塊獨(dú)立的硬盤（物理硬盤）按不同的方式組合起來(lái)形成一個(gè)硬盤組（邏輯硬盤），從而提供比單個(gè)硬盤更高的存儲(chǔ)性能和提供數(shù)據(jù)備份技術(shù)。根據(jù)磁盤陳列的不同組合方式，可以將RAID分為不同的級(jí)別。
磁盤陣列中針對(duì)不同的應(yīng)用使用的不同技術(shù)，稱為RAID level,而每一level都代表著不同技術(shù)，目前業(yè)界公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)是RAID 0~RAID 5。這個(gè)level并不代表技術(shù)的高低，level 5并不高于level 3，level 1也不低過(guò)level 4，至于要選擇那一種RAID level的產(chǎn)品，純視用戶的操作環(huán)境(operating environment)及應(yīng)用(application)而定與level的高低沒(méi)有必然的關(guān)系。
raid中有多種磁盤陣列組合方式,文章《詳細(xì)解析raid0、raid0+1、raid1、raid5四者的區(qū)別》中就有詳細(xì)的介紹。下面為大家詳細(xì)介紹raid有哪幾種,有什么區(qū)別?raid組建結(jié)構(gòu)詳解！
在RAID有一基本概念稱為EDAP（Extended Data Availability and Protection），其強(qiáng)調(diào)擴(kuò)充性及容錯(cuò)機(jī)制，也是各家廠商如：Mylex，IBM，HP，Compaq，Adaptec，Infortrend等訴求的重點(diǎn)，包括在不須停機(jī)情況下可處理以下動(dòng)作：
RAID 磁盤陣列支持自動(dòng)檢測(cè)故障硬盤
RAID 磁盤陣列支持重建硬盤壞軌的資料
RAID 磁盤陣列支持不須停機(jī)的硬盤備援Hot Spare
RAID 磁盤陣列支援支持不須停機(jī)的硬盤替換Hot Swap
RAID 磁盤陣列支持?jǐn)U充硬盤容量等
RAID 0：無(wú)差錯(cuò)控制的帶區(qū)組
要實(shí)現(xiàn)RAID0必須要有兩個(gè)以上硬盤驅(qū)動(dòng)器，RAID0實(shí)現(xiàn)了帶區(qū)組，數(shù)據(jù)并不是保存在一個(gè)硬盤上，而是分成數(shù)據(jù)塊保存在不同驅(qū)動(dòng)器上。因?yàn)閷?shù)據(jù)分布在不同驅(qū)動(dòng)器上，所以數(shù)據(jù)吞吐率大大提高，驅(qū)動(dòng)器的負(fù)載也比較平衡。如果剛好所需要的數(shù)據(jù)在不同的驅(qū)動(dòng)器上效率最好。它不需要計(jì)算校驗(yàn)碼，實(shí)現(xiàn)容易。它的缺點(diǎn)是它沒(méi)有數(shù)據(jù)差錯(cuò)控制，如果一個(gè)驅(qū)動(dòng)器中的數(shù)據(jù)發(fā)生錯(cuò)誤，即使其它盤上的數(shù)據(jù)正確也無(wú)濟(jì)于事了。不應(yīng)該將它用于對(duì)數(shù)據(jù)穩(wěn)定性要求高的場(chǎng)合。如果用戶進(jìn)行圖象（包括動(dòng)畫(huà)）編輯和其它要求傳輸比較大的場(chǎng)合使用RAID0比較合適。同時(shí)，RAID可以提高數(shù)據(jù)傳輸速率，比如所需讀取的文件分布在兩個(gè)硬盤上，這兩個(gè)硬盤可以同時(shí)讀取。那么原來(lái)讀取同樣文件的時(shí)間被縮短為1/2。在所有的級(jí)別中，RAID 0的速度是最快的。但是RAID 0沒(méi)有冗余功能的，如果一個(gè)磁盤（物理）損壞，則所有的數(shù)據(jù)都無(wú)法使用。
如果兩塊硬盤：160G+120G=240G
RAID 1：鏡象結(jié)構(gòu)
對(duì)于使用這種RAID1結(jié)構(gòu)的設(shè)備來(lái)說(shuō)，RAID控制器必須能夠同時(shí)對(duì)兩個(gè)盤進(jìn)行讀操作和對(duì)兩個(gè)鏡象盤進(jìn)行寫操作。通過(guò)下面的結(jié)構(gòu)圖您也可以看到必須有兩個(gè)驅(qū)動(dòng)器。因?yàn)槭晴R象結(jié)構(gòu)在一組盤出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，可以使用鏡象，提高系統(tǒng)的容錯(cuò)能力。它比較容易設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。每讀一次盤只能讀出一塊數(shù)據(jù)，也就是說(shuō)數(shù)據(jù)塊傳送速率與單獨(dú)的盤的讀取速率相同。因?yàn)镽AID1的校驗(yàn)十分完備，因此對(duì)系統(tǒng)的處理能力有很大的影響，通常的RAID功能由軟件實(shí)現(xiàn)，而這樣的實(shí)現(xiàn)方法在服務(wù)器負(fù)載比較重的時(shí)候會(huì)大大影響服務(wù)器效率。當(dāng)您的系統(tǒng)需要極高的可靠性時(shí)，如進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，那么使用RAID1比較合適。而且RAID1技術(shù)支持“熱替換”，即不斷電的情況下對(duì)故障磁盤進(jìn)行更換，更換完畢只要從鏡像盤上恢復(fù)數(shù)據(jù)即可。當(dāng)主硬盤損壞時(shí)，鏡像硬盤就可以代替主硬盤工作。鏡像硬盤相當(dāng)于一個(gè)備份盤，可想而知，這種硬盤模式的安全性是非常高的，RAID 1的數(shù)據(jù)安全性在所有的RAID級(jí)別上來(lái)說(shuō)是最好的。但是其磁盤的利用率卻只有50%，是所有RAID級(jí)別中最低的。
如果兩塊硬盤：160G+120G=120G
RAID2：帶海明碼校驗(yàn)
從概念上講，RAID 2 同RAID 3類似，兩者都是將數(shù)據(jù)條塊化分布于不同的硬盤上， 條塊單位為位或字 節(jié)。然而RAID 2 使用一定的編碼技術(shù)來(lái)提供錯(cuò)誤檢查及恢復(fù)。這種編碼技術(shù)需要多個(gè)磁盤存放檢查及恢復(fù)信息，使得RAID 2技術(shù)實(shí)施更復(fù)雜。因此，在商業(yè)環(huán)境中很少使用。上圖右邊的各個(gè)磁盤上是數(shù)據(jù)的各個(gè)位，由一個(gè)數(shù)據(jù)不同的位運(yùn)算得到的海明校驗(yàn)碼可以保存另一組磁盤上，具體情況請(qǐng)見(jiàn)下圖。由于海明碼的特點(diǎn)，它可以在數(shù)據(jù)發(fā)生錯(cuò)誤的情況下將錯(cuò)誤校正，以保證輸出的正確。它的數(shù)據(jù)傳送速率相當(dāng)高，如果希望達(dá)到比較理想的速度，那最好提高保存校驗(yàn)碼ECC碼的硬盤，對(duì)于控制器的設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，它又比RAID3，4或5要簡(jiǎn)單。沒(méi)有免費(fèi)的午餐，這里也一樣，要利用海明碼，必須要付出數(shù)據(jù)冗余的代價(jià)。輸出數(shù)據(jù)的速率與驅(qū)動(dòng)器組中速度最慢的相等。
RAID3：帶奇偶校驗(yàn)碼的并行傳送
RAID3這種校驗(yàn)碼與RAID2不同，只能查錯(cuò)不能糾錯(cuò)。它訪問(wèn)數(shù)據(jù)時(shí)一次處理一個(gè)帶區(qū)，這樣可以提高讀取和寫入速度,它像RAID 0一樣以并行的方式來(lái)存放數(shù)據(jù)，但速度沒(méi)有RAID 0快。校驗(yàn)碼在寫入數(shù)據(jù)時(shí)產(chǎn)生并保存在另一個(gè)磁盤上。需要實(shí)現(xiàn)時(shí)用戶必須要有三個(gè)以上的驅(qū)動(dòng)器，寫入速率與讀出速率都很高，因?yàn)樾ｒ?yàn)位比較少，因此計(jì)算時(shí)間相對(duì)而言比較少。用軟件實(shí)現(xiàn)RAID控制將是十分困難的，控制器的實(shí)現(xiàn)也不是很容易。它主要用于圖形（包括動(dòng)畫(huà)）等要求吞吐率比較高的場(chǎng)合。不同于RAID 2，RAID 3使用單塊磁盤存放奇偶校驗(yàn)信息。如果一塊磁盤失效，奇偶盤及其他數(shù)據(jù)盤可以重新產(chǎn)生數(shù)據(jù)。如果奇偶盤失效，則不影響數(shù)據(jù)使用。RAID 3對(duì)于大量的連續(xù)數(shù)據(jù)可提供很好的傳輸率，但對(duì)于隨機(jī)數(shù)據(jù)，奇偶盤會(huì)成為寫操作的瓶頸。利用單獨(dú)的校驗(yàn)盤來(lái)保護(hù)數(shù)據(jù)雖然沒(méi)有鏡像的安全性高，但是硬盤利用率得到了很大的提高，為（n-1）/n。
RAID4：帶奇偶校驗(yàn)碼的獨(dú)立磁盤結(jié)構(gòu)
RAID4和RAID3很像，不同的是，它對(duì)數(shù)據(jù)的訪問(wèn)是按數(shù)據(jù)塊進(jìn)行的，也就是按磁盤進(jìn)行的，每次是一個(gè)盤。在圖上可以這么看，RAID3是一次一橫條，而RAID4一次一豎條。它的特點(diǎn)和RAID3也挺像，不過(guò)在失敗恢復(fù)時(shí)，它的難度可要比RAID3大得多了，控制器的設(shè)計(jì)難度也要大許多，而且訪問(wèn)數(shù)據(jù)的效率不怎么好。
RAID5：分布式奇偶校驗(yàn)的獨(dú)立磁盤結(jié)構(gòu)
從它的示意圖上可以看到，它的奇偶校驗(yàn)碼存在于所有磁盤上，其中的p0代表第0帶區(qū)的奇偶校驗(yàn)值，其它的意思也相同。RAID5的讀出效率很高，寫入效率一般，塊式的集體訪問(wèn)效率不錯(cuò)。因?yàn)槠媾夹ｒ?yàn)碼在不同的磁盤上，所以提高了可靠性，允許單個(gè)磁盤出錯(cuò)。RAID 5也是以數(shù)據(jù)的校驗(yàn)位來(lái)保證數(shù)據(jù)的安全，但它不是以單獨(dú)硬盤來(lái)存放數(shù)據(jù)的校驗(yàn)位，而是將數(shù)據(jù)段的校驗(yàn)位交互存放于各個(gè)硬盤上。這樣，任何一個(gè)硬盤損壞，都可以根據(jù)其它硬盤上的校驗(yàn)位來(lái)重建損壞的數(shù)據(jù)。硬盤的利用率為n-1。但是它對(duì)數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟⑿行越鉀Q不好，而且控制器的設(shè)計(jì)也相當(dāng)困難。RAID 3 與RAID 5相比，重要的區(qū)別在于RAID 3每進(jìn)行一次數(shù)據(jù)傳輸，需涉及到所有的陣列盤。而對(duì)于RAID 5來(lái)說(shuō)，大部分?jǐn)?shù)據(jù)傳輸只對(duì)一塊磁盤操作，可進(jìn)行并行操作。在RAID 5中有“寫損失”，即每一次寫操作，將產(chǎn)生四個(gè)實(shí)際的讀/寫操作，其中兩次讀舊的數(shù)據(jù)及奇偶信息，兩次寫新的數(shù)據(jù)及奇偶信息。RAID-5的話，優(yōu)點(diǎn)是提供了冗余性（支持一塊盤掉線后仍然正常運(yùn)行），磁盤空間利用率較高（N-1/N），讀寫速度較快（N-1倍）。RAID5最大的好處是在一塊盤掉線的情況下，RAID照常工作，相對(duì)于RAID0必須每一塊盤都正常才可以正常工作的狀況容錯(cuò)性能好多了。因此RAID5是RAID級(jí)別中最常見(jiàn)的一個(gè)類型。RAID5校驗(yàn)位即P位是通過(guò)其它條帶數(shù)據(jù)做異或(xor)求得的。計(jì)算公式為P=D0xorD1xorD2…xorDn，其中p代表校驗(yàn)塊，Dn代表相應(yīng)的數(shù)據(jù)塊，xor是數(shù)學(xué)運(yùn)算符號(hào)異或。
RAID6：兩種存儲(chǔ)的奇偶校驗(yàn)碼的磁盤結(jié)構(gòu)
名字很長(zhǎng)，但是如果看到圖，大家立刻會(huì)明白是為什么，請(qǐng)注意p0代表第0帶區(qū)的奇偶校驗(yàn)值，而pA代表數(shù)據(jù)塊A的奇偶校驗(yàn)值。它是對(duì)RAID5的擴(kuò)展，主要是用于要求數(shù)據(jù)絕對(duì)不能出錯(cuò)的場(chǎng)合。當(dāng)然了，由于引入了第二種奇偶校驗(yàn)值，所以需要N+2個(gè)磁盤，同時(shí)對(duì)控制器的設(shè)計(jì)變得十分復(fù)雜，寫入速度也不好，用于計(jì)算奇偶校驗(yàn)值和驗(yàn)證數(shù)據(jù)正確性所花費(fèi)的時(shí)間比較多，造成了不必須的負(fù)載。我想除了軍隊(duì)沒(méi)有人用得起這種東西。
RAID7：優(yōu)化的高速數(shù)據(jù)傳送磁盤結(jié)構(gòu)
RAID7所有的I/O傳送均是同步進(jìn)行的，可以分別控制，這樣提高了系統(tǒng)的并行性，提高系統(tǒng)訪問(wèn)數(shù)據(jù)的速度；每個(gè)磁盤都帶有高速緩沖存儲(chǔ)器，實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)可以使用任何實(shí)時(shí)操作芯片，達(dá)到不同實(shí)時(shí)系統(tǒng)的需要。允許使用SNMP協(xié)議進(jìn)行管理和監(jiān)視，可以對(duì)校驗(yàn)區(qū)指定獨(dú)立的傳送信道以提高效率。可以連接多臺(tái)主機(jī)，因?yàn)榧尤敫咚倬彌_存儲(chǔ)器，當(dāng)多用戶訪問(wèn)系統(tǒng)時(shí)，訪問(wèn)時(shí)間幾乎接近于0。由于采用并行結(jié)構(gòu)，因此數(shù)據(jù)訪問(wèn)效率大大提高。需要注意的是它引入了一個(gè)高速緩沖存儲(chǔ)器，這有利有弊，因?yàn)橐坏┫到y(tǒng)斷電，在高速緩沖存儲(chǔ)器內(nèi)的數(shù)據(jù)就會(huì)全部丟失，因此需要和UPS一起工作。當(dāng)然了，這么快的東西，價(jià)格也非常昂貴。
RAID10/01：高可靠性與高效磁盤結(jié)構(gòu)
這種結(jié)構(gòu)無(wú)非是一個(gè)帶區(qū)結(jié)構(gòu)加一個(gè)鏡象結(jié)構(gòu)，因?yàn)閮煞N結(jié)構(gòu)各有優(yōu)缺點(diǎn)，因此可以相互補(bǔ)充，達(dá)到既高效又高速還可以互為鏡像的目的。大家可以結(jié)合兩種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)來(lái)理解這種新結(jié)構(gòu)。這種新結(jié)構(gòu)的價(jià)格高，可擴(kuò)充性不好。主要用于容量不大，但要求速度和差錯(cuò)控制的數(shù)據(jù)庫(kù)中。
其中可分為兩種組合：RAID10和RAID01
RAID 10是先鏡射再分區(qū)數(shù)據(jù)。是將所有硬盤分為兩組，視為是RAID 0的最低組合，然后將這兩組各自視為RAID 1運(yùn)作。RAID 10有著不錯(cuò)的讀取速度，而且擁有比RAID 0更高的數(shù)據(jù)保護(hù)性。
RAID 01則是跟RAID 10的程序相反，是先分區(qū)再將數(shù)據(jù)鏡射到兩組硬盤。它將所有的硬盤分為兩組，變成RAID 1的最低組合，而將兩組硬盤各自視為RAID 0運(yùn)作。RAID 01比起RAID 10有著更快的讀寫速度，不過(guò)也多了一些會(huì)讓整個(gè)硬盤組停止運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)率；因?yàn)橹灰唤M的硬盤全部損毀，RAID 01就會(huì)停止運(yùn)作，而RAID 10則可以在犧牲RAID 0的優(yōu)勢(shì)下正常運(yùn)作。
RAID 10巧妙的利用了RAID 0的速度以及RAID 1的保護(hù)兩種特性，不過(guò)它的缺點(diǎn)是需要的硬盤數(shù)較多，因?yàn)橹辽俦仨殦碛兴膫€(gè)以上的偶數(shù)硬盤才能使用。
RAID 50：被稱為分布奇偶位陣列條帶
同RAID 10相仿的，它具有RAID 5和RAID 0的共同特性。它由兩組RAID 5磁盤組成（每組最少3個(gè)），每一組都使用了分布式奇偶位，而兩組硬盤再組建成RAID 0，實(shí)驗(yàn)跨磁盤抽取數(shù)據(jù)。RAID 50提供可靠的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和優(yōu)秀的整體性能，并支持更大的卷尺寸。即使兩個(gè)物理磁盤發(fā)生故障（每個(gè)陣列中一個(gè)），數(shù)據(jù)也可以順利恢復(fù)過(guò)來(lái)。
RAID 50最少需要6個(gè)驅(qū)動(dòng)器，它最適合需要高可靠性存儲(chǔ)、高讀取速度、高數(shù)據(jù)傳輸性能的應(yīng)用。這些應(yīng)用包括事務(wù)處理和有許多用戶存取小文件的辦公應(yīng)用程序。
RAID 53：稱為高效數(shù)據(jù)傳送磁盤結(jié)構(gòu)
結(jié)構(gòu)的實(shí)施同Level 0數(shù)據(jù)條陣列，其中，每一段都是一個(gè)RAID 3陣列。它的冗余與容錯(cuò)能力同RAID 3。這對(duì)需要具有高數(shù)據(jù)傳輸率的RAID 3配置的系統(tǒng)有益，但是它價(jià)格昂貴、效率偏低。
RAID 1.5：一個(gè)新生的磁盤陣列方式
它具有RAID 0+1的特性，而不同的是，它的實(shí)現(xiàn)只需要2個(gè)硬盤。從表面上來(lái)看，組建RAID 1.5后的磁盤，兩個(gè)都具有相同的數(shù)據(jù)。當(dāng)然，RAID 1.5也是一種不能完全利用磁盤空間的磁盤陣列模式，因此，兩個(gè)80GB的硬盤在組建RAID 1.5后，和RAID 1是一樣的，即只有80GB的實(shí)際使用空間，另外80GB是它的備份數(shù)據(jù)。如果把兩個(gè)硬盤分開(kāi)，分別把他們運(yùn)行在原系統(tǒng)，也是暢通無(wú)阻的。但通過(guò)實(shí)際應(yīng)用，我們發(fā)現(xiàn)如果兩個(gè)硬盤在分開(kāi)運(yùn)行后，其數(shù)據(jù)的輕微改變都會(huì)引起再次重組后的磁盤陣列，沒(méi)法實(shí)現(xiàn)完全的數(shù)據(jù)恢復(fù)，而是以數(shù)據(jù)較少的磁盤為準(zhǔn)。
JBOD
嚴(yán)格的說(shuō)，JBOD并不屬于RAID的范疇，只是將多個(gè)磁盤空間合并成一個(gè)大的邏輯磁盤,不具有錯(cuò)誤冗余機(jī)制。資料的存放機(jī)制是由第一顆磁盤開(kāi)始依序往后存放，即操作系統(tǒng)看到的是一個(gè)大磁盤(由許多小磁盤組成)。但如果磁盤損毀，則該顆硬盤上的所有資料將無(wú)法救回。若第一顆硬盤損壞，通常無(wú)法作救援(因大部分檔案系統(tǒng)將檔案表存在磁盤前端，即第一顆)，失去檔案表即失去一切資料。
如果兩塊硬盤：160G+120G=280G
在實(shí)際的應(yīng)用中，RAID2~4并不存在,因?yàn)镽AID5已經(jīng)涵蓋了所需的功能。因此RAID2~4目前只有在研究領(lǐng)域有實(shí)作,而在實(shí)際應(yīng)用上則以RAID 0、1、0+1、5或RAID6為主。但是對(duì)于我們普通用戶來(lái)說(shuō)，用的最多的也就是RAID 0、1、0+1和RAID 5。
本文地址：https://www.idcbest.com/idcnews/11001667.html
