【Raid学习笔记①】RAID知识点

RAID，为Redundant Arrays of Independent Disks的简称，中文为廉价冗余磁盘阵列。RAID的作用是可以通过一些技术将一个或多个磁盘组合成一个较大的磁盘空间设备，并且还具有一定的数据保护功能。主要RAID级别：RAID 0、RAID 1、RAID 5、RAID 6、RAID 0+1

    磁盘阵列其实也分为软阵列 (Software Raid)和硬阵列 (Hardware Raid) 两种. 软阵列即通过软件程序并由计算机的 CPU提供运行能力所成. 由于软件程式不是一个完整系统故只能提供最基本的 RAID容错功能. 其他如热备用硬盘的设置, 远程管理等功能均一一欠奉. 硬阵列是由独立操作的硬件提供整个磁盘阵列的控制和计算功能. 不依靠系统的CPU资源. 由于硬阵列是一个完整的系统, 所有需要的功能均可以做进去. 所以硬阵列所提供的功能和性能均比软阵列好. 而且, 如果你想把系统也做到磁盘阵列中, 硬阵列是唯一的选择. 故我们可以看市场上 RAID 5 级的磁盘阵列均为硬阵列. 软 阵列只适用于 Raid 0 和 Raid 1.

RAID 0：将多个较小的磁盘合并成一个大的磁盘， 不具有冗余，并行I/O， 速度最快。RAID 0亦称为带区集。它是将多个 磁盘并列起来，成为一个大硬盘。在存放数据时，其将数据按磁盘的个数来进行分段，然后同时将这些数据写进这些盘中，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, 所以，在所有的级别中，RAID 0的速度是最快的。但是RAID 0没有冗余功能的， 如果一个磁盘（物理）损坏，则所有的数 据都无法使用。

RAID 1：两组相同的磁盘系统 互作镜像，速度没有提高，但是允许单个磁盘错， 可靠性最高。RAID 1就是镜像。其原理为 在主硬盘上存放数据的同时也在镜像硬盘上写一样的数据。当主硬盘（物理）损坏时，镜像硬盘则代替主硬盘的工作。因 为有镜像硬盘做数据备份，所以RAID 1的数据安全性在所有的RAID级别上来说是最好的。但是其磁盘的利用率却只有50%， 是所有RAID上磁盘利用率最低的一个级别。

RAID 5：是一种存储性能、数据安全和存储成本兼顾的存储解决方案。RAID 5不对存储的数据进行备份，而是把数据和相对应的奇偶校验信息存储到组成RAID5的各个磁盘上，并且奇偶校验信息和相对应的数据分别存储于不同的磁盘上。当RAID5的一个磁盘数据发生损坏后，利用剩下的数据和相应的奇偶校验信息去恢复被损坏的数据。RAID 5可以理解为是RAID 0和RAID 1的折衷方案。RAID 5可以为系统提供数据安全保障，但保障程度要比Mirror低而磁盘空间利用率要比Mirror高。RAID 5具有和RAID 0相近似的数据读取速度，只是多了一个奇偶校验信息，写入数据的速度比对单个磁盘进行写入操作稍慢。同时由于多个数据对应一个奇偶校验信息，RAID 5的磁盘空间利用率要比RAID 1高，存储成本相对较低。硬盘的利用率为n-1。

RAID 6：与RAID 5相比,增加了第二个独立的奇偶校验信息块。 两个独立的奇偶系统使用不同的算法, 数据的可靠性非常高. 即使两块磁盘同时失效,也不会影响数据的使用。 但需要分配给奇偶校验信息更大的磁盘空间,相对于RAID 5有更大的“写损失”。RAID 6 的写性能非常差, 较差的性能和复杂的实施使得RAID 6很少使用。

RAID 0+1：同时具有RAID 0和RAID 1的优点。RAID0+1也通过数据的100%备份提供数据安全保障，因此RAID 0+1的磁盘空间利用率与RAID 1相同，存储成本高。RAID 0+1的特点使其特别适用于既有大量数据需要存取，同时又对数据安全性要求严格的领域，如银行、金融、商业超市、仓储库房、各种档案管理等。也称为RAID 10

冗 余：采用多个设备同时工作，当其中一个设备失效时，其它设备能够接替失效设备继续工作的体系。在PC服务器上，通 常在磁盘子系统、电源子系统采用冗余技

总结：

RAID 0 (条带)：以两个块磁盘来说明  
例如：当有数据存储时，数据会先被分成符合区块的大小，然后将数据的总大小平分在这两块磁盘上。  
优点：存取速度最快
缺点：如果RAID-0磁盘阵列中其中一块硬盘损坏，那么整个RAID-0磁盘阵列上的所有数据都将被损坏，而无法进行读取，没有容错
RAID 1 （镜像技术)：以个两块磁盘来说明  
例如：当有数据存储时，数据会先被分成符合区块的大小，然后将数据的总大小存储在这两块磁盘上。(每块磁盘都有完整的数据)  
优点：数据的安全性提高了，完全容错
缺点：成本比较高，磁盘利用率为50%
RAID 5：性能与数据备份的均衡  
条件：至少需要三个硬盘才能组成RAID-5  
例如：当有数据存储时，会将数据大小平分到不同的磁盘上，其中有一块磁盘是用作数据存储时的效验码，也就是说，如果其中一块磁盘损坏，可以根据存储效验码来进行还原数据。

优点：具备多任务及容错功能写入时有overhead  
缺点：如果有两块硬盘损坏，那么数据将无法还原  
RAID 0+1 ：以四块硬盘进行说明  
例如：将四块硬盘做成两个RAID-0，然后将两个RAID-0做成一个RAID1，这让的话，当有200MB的数据存储时，因为最上面是RAID-1，所以数据的大小平分在下面的两个RAID-0上，也就是说，每个RAID-0都要存储100M，但由于RAID-0的作用，    每块磁盘只分担50M的大小。  
优点：结合了RAID-0和RAID-1 ，速度快、完全容错
缺点：空间将少了一半，因为RAID-0需要进行备份，成本高