磁盘阵列（RAID）各种类优缺点对比

RAID概念

磁盘阵列（RAID，redundant array of independent disks）是把相同的数据存储在多个硬盘的不同的地方（因此，冗余地）的方法。通过把数据放在多个硬盘上，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。

RAID技术主要有以下三个基本功能

(1)通过对磁盘上的数据进行条带化，实现对数据成块存取，减少磁盘的机械寻道时间，提高了数据存取速度。 
(2)通过对一个阵列中的几块磁盘同时读取，减少了磁盘的机械寻道时间，提高数据存取速度。 
(3)通过镜像或者存储奇偶校验信息的方式，实现了对数据的冗余保护。

RAID规范

主要包含RAID 0~RAID 7，它们侧重点侧重点各不相同，以下是它们的图文介绍：

RAID 0需要2块以上的磁盘，如图所示，类似于将磁盘进行串联。它的特点是成本低；整个磁盘的性能和吞吐量高；可靠性仅为单独一块硬盘的1/N；无法进行故障恢复；适用于对于数据安全性要求不高的场景中。

RAID 1 称为磁盘镜像，如图所示，类似于将一个磁盘的数据镜像到另一个磁盘上。它的特点是可靠性和可修复性高；数据绝对安全；成本高；整体性能不够好；适用于保存关键性的重要数据的场合。

RAID 2：带海明码校验。如图所示将数据条块化分布于不同的硬盘上，运算得到的海明校验码保存在另一组磁盘上。它的特点是：具有查错和恢复功能；它的数据传输速率高；数据冗余； 技术实施复杂；控制器相对简单；输出数据的速率与驱动器组中速度最慢的相等；在商业环境中很少使用。

RAID 3（带奇偶校验码的并行传送）。如图所示将数据条块化分布于不同的硬盘上，它访问数据时一次处理一个横带区。它的特点是：校验码只能查错不能纠错；写入速率与读出速率都较高；对于大量的连续数据可提供很好的传输率，但对于随机数据，奇偶效验盘会影响写操作；它主要用于图形（包括动画）等要求吞吐率比较高的场合。

RAID4带奇偶校验码的独立磁盘结构。如图所示它访问数据时一次处理一个磁盘。它的特点是：校验码只能查错不能纠错；写入速率与读出速率都较高；对于大量的连续数据可提供很好的传输率，但对于随机数据，奇偶效验盘会影响写操作；失败恢复难度比RAID 3大，控制器设计难度也大；数据访问效率不高。

RAID5（分布式奇偶校验的独立磁盘结构）。如图所示它的奇偶校验码存在于所有磁盘上。它的特点是：RAID5的读出效率很高，写入效率一般，块式的集体访问效率不错；可靠性较高；在RAID 5中有“写损失”，即每一次写操作，将产生四个实际的读/写操作，其中两次读旧的数据及奇偶信息，两次写新的数据及奇偶信息。

RAID6是带两种分布存储的奇偶校验码独立磁盘结构。它是对RAID5的扩展，主要是用于要求数据绝对不能出错的场合。需要N+2个磁盘，写入速度不好，用于计算奇偶校验值和验证数据正确性所花费的时间比较多。

RAID7（优化的高速数据传送磁盘结构）。RAID7所有的I/O传送均是同步进行的，可以分别控制，这样提高了系统的并行性，提高系统访问数据的速度；每个磁盘都带有高速缓冲存储器，实时操作系统可以使用任何实时操作芯片，达到不同实时系统的需要。允许使用SNMP协议进行管理和监视，可以对校验区指定独立的传送信道以提高效率。可以连接多台主机，因为加入高速缓冲存储器，当多用户访问系统时，访问时间几乎接近于0。由于采用并行结构，因此数据访问效率大大提高。需要注意的是它引入了一个高速缓冲存储器，这有利有弊，因为一旦系统断电，在高速缓冲存储器内的数据就会全部丢失，因此需要和UPS一起工作。当然了，这么快的东西，价格也非常昂贵。