对RAID的简单介绍

RAID（Redundant Arrary of Independent Disks,独立冗余磁盘阵列）是一个能实现将多块硬盘组合成一个阵列，当做一个逻辑设备来使用的机制。同时RAID还可以重复存储数据。这样我们的数据就更具安全性了。其实RAID还可以让我们的数据更具安全性的同时提高性能，让机器因为硬件故障造成的停机时间减少到最小。在实际的工作中我们都是在硬件上实现的叫硬件RAID，但是我们没有条件的时候在linux上同样可以实现RAID，叫软件RAID。

我们都知道任何的单个硬件的性能都是不可能突破它的理论上限的，那么当我们的I/O设备达不到我们的要求时，我们就迫切希望能够提高I/O设备的速度，但是不管怎么提高，它都不可能超过它的理论最大值，那么我们就来需要寻求另一种方法提高速度。我们可以给主板加一个控制器，但是这个控制器不连接任何一块硬盘，而是连接到另外一个控制器上，这个控制器上有多个接口可以连接多块硬盘，我们通过这一个控制器来同时控制多块硬盘的工作，并将信息输送给主板上的控制器，但是在主机看来这就是一块硬盘。而这个连接外部控制器的控制器就叫做RAID控制器。

我们连接了多块硬盘，但是我们该怎样来使用这些硬盘呢？怎样让它实现数据同时分散存储在这些硬盘上呢？这就是我们要说的RAID0（条带技术）：

当我们需要存储数据时，将数据以数据流的形式写入硬盘，并且在不同硬盘的相应位置存储相同大小的数据，这样看起来就如同将数据分成一个一个的条带来存储，所以叫条带技术。如图1

 

图1

当然，RAID也有级别之分（RAID level），但是级别仅代表磁盘的组织方式不同，没有上下之分，下面我们来看一下RAID1，我们又称之为镜像技术：

所谓的镜像技术就像我们照镜子一样，镜子里外都有一个自己，而且是一模一样的。这里的镜像技术就是将同一份数据保存两份，而且分别放在两块硬盘上（如图2），那么就算其中的一块硬盘损坏那么数据依然还能恢复，这就给我们的数据提高了安全性，但是这样的话就加重了系统的写入工作，而且我们的硬盘也要双份的，这样的代价是不是有些大了呢？

 

图2

那么我们再来看一种方式，使用校验码方式（RAID4）来保证数据的完整性。这种方式最少要使用3块硬盘来实现，我们首先使用条带技术将数据写入磁盘，但是要留出一块磁盘来，这块盘是用来写入前面几块磁盘的循环冗余校验码的。

假如我们有四块盘，那么前面三块是用来写入要保存的数据的，而最后的那一块是用来保存前面三块盘的数据的校验码的（如图3），假如前面三个保存的是1、2、3那后面就是6，这样就算其中的一块盘损坏那么数据也不会丢失，还能通过校验码来找回来，但是如果要是两块盘同时损毁的话那就完蛋了。当然我们还可以让它们轮换作为校验码盘来使用，即第一组数据使用第四块，那第二组数据就使用第一块…这样循环轮换的使用，这种方式就是RAID5。现在还有RAID6，RAID6比RAID5多了一块校验盘，把数据校验两次，而且检验方式有所不同，这里就不详细介绍了。

 

图3

下面我们再来看一种组合方式RAID01即RAID0+1（下同），这种组合方式就是先条带后镜像，也就是先将数据条带保存，然后再给磁盘做镜像，假如我们有六块磁盘（如图4），前面三块是我们先保存的数据，而后面的三块就是我们给磁盘做的镜像，其中的任意一块磁盘损坏都不会影响数据，只要不是一个磁盘跟它的镜像磁盘同时损坏都伤不到筋骨。

 

图4

有RAID01那么就肯定会有RAID10，RAID10就是给每一个磁盘准备好镜像，然后将数据条带写入（如图5）。也就是每两块磁盘为一组，而且每组的两块磁盘中保存的数据是完全一样的，虽然有六块磁盘，但是实际用来执行的，帮助系统提速的只有三块磁盘。只要不是每组的两块磁盘同时挂掉，那就还能修复，就算是每组都挂掉一个磁盘也还能修复，这就体现出了RAID功效了。

 

图5

我们再来看一个RAID50，我们先来看一下图吧（图6）

 

图6

可能看到图的第一眼你就会说这不就是上面的RAID01的图吗？没错就是！只不过他们所实现的功能有所不同，这里的六块磁盘我们实际利用到的可以达到四块，这里有两组磁盘，而每组磁盘使用的是RAID5，然后使用条带技术使之联系起来。

RAID还有很多种，这里就不一一介绍了，下面我们再来看一下jbod（如图7）

 

图7

Jbod是将磁盘叠加起来使用，也就是将多个小盘组合成一个大盘来用……

下面我们来总结一下：

RAID	性能表现	冗余能力	空间利用率	磁盘需求量
0	读，写能力提升	无	100%	至少2块
1	写性能略有下降，但读性能提升	有	1/2	至少2块
5	读，写能力提升	有	(n-1)/n	至少3块
10	读，写能力提升	有	1/2	至少4块
01	读，写能力提升	有	1/2	至少4块
50	读，写能力提升	有	(n-2)/n	至少6块
jbod	无提升	无	100%	至少2块

 

理解不深，总结的不好，正在学习中……