RAID各级别特性

RAID:Redundant Arrays of Inexpensive(Independent)Disks

由加利福尼亚大学伯克利分校（University of California-Berkeley）在1988年，发表的文章：“A Case for Redundant Arrays of Inexpensive Disks”。文章中，谈到了RAID这个词汇，而且定义了RAID的5层级。伯克利大学研究目的是反应当时CPU快速的性能。CPU效能每年大约成长30～50%，而硬磁机只能成长约7%。研究小组希望能找出一种新的技术，在短期内，立即提升效能来平衡计算机的运算能力。在当时，柏克莱研究小组的主要研究目的是效能与成本。另外，研究小组也设计出容错（fault-tolerance），逻辑数据备份（logical data redundancy），而产生了RAID理论。研究初期，便宜（Inexpensive）的磁盘也是主要的重点，但后来发现，大量便宜磁盘组合并不能适用于现实的生产环境，后来Inexpensive被改为independent，许多独立的磁盘组。

独立磁盘冗余阵列（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（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的优点：

         提高IO能力：磁盘并行读写；

         提高耐用性；磁盘冗余来实现；

RAID实现的方式：

         外接式磁盘阵列：通过扩展卡提供适配能力

         内接式RAID：主板集成RAID控制器

         Software RAID

RAID级别（LEVEL）：

        根据多块磁盘组织在一起的工作方式有所不同的原理可以把RAID分成很多级别。

  

  RAID-0:

        将数据流切割成多个chunk平均分散到两个以上的磁盘中进行存储，存储空间利用率成倍提升，两个并行连接到一起，提高了IO能力，但一旦有硬盘出错，数据将损坏，所以没有冗余能力的特性，不适用于存储重要数据。

                优点：读、写性能提升；

   可用空间：N*min(S1,S2,...)

     缺点：无容错能力

          最少磁盘数：2, 2+

 RAID-1:

     RAID-1在RAID-0的基础上作出了改进，将数据流复制出来每个硬盘都存储一遍，提高了读性能，并且有了冗余能力，但是降低了硬盘空间利用率，降低了写权限。

                优点：读性能提升、

                    有冗余能力

          缺点：写性能略有下降

可用空间：1*min(S1,S2,...)

最少磁盘数：2, 2+

   RAID-4:

       RAID-4在RAID-1的基础上额外使用一块硬盘存储校验码，每次存储数据时在RAID-1的机制上按位以异或方法运算数据得出校验码存储到另外一个硬盘，这样一来就算某个硬盘有所损坏，也可以通过校验码计算出损坏硬盘的数据。但是单块盘专门用来存储校验码，访问压力较大，容易出现性能瓶颈，但是容错能力得到了提升。

  RAID-5:

      RAID-5在RAID-4的基础上为了突破性能瓶颈，每个盘将会轮流做校验盘。

                读、写性能提升

可用空间：(N-1)*min(S1,S2,...)

有容错能力：1块磁盘

最少磁盘数：3, 3+

  RAID-6：

     在RAID-5的基础上增加了一块盘存储校验码，所以会有两个校验码，容错能力大大提升。

                读、写性能提升

可用空间：(N-2)*min(S1,S2,...)

有容错能力：2块磁盘

最少磁盘数：4, 4+

混合类型：

  RAID-10:

     将RAID-1和RAID-0合起来使用先用硬盘两两一组构成RAID-1，然后在较高级别构成RAID-0.

                读、写性能提升

可用空间：N*min(S1,S2,...)/2

有容错能力：每组镜像最多只能坏一块；

     最少磁盘数：4, 4+

 RAID-01：

     将磁盘分成两组做成RAID-0再把两组RAID-0做成RAID-1