RAID 磁盘阵列讲解

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一、RAID 是什么？

        RAID （ Redundant Array of Independent Disks ）即独立磁盘冗余阵列，简称为「磁盘阵列」，其实就是用多个独立的磁盘组成在一起形成一个大的磁盘系统，从而实现比单块磁盘更好的存储性能和更高的可靠性。

二、RAID 有哪些？

RAID方案常见的可以分为：

• RAID 0
• RAID 1
• RAID 5
• RAID 6
• RAID 10

RAID 阵列实现方式：

• 硬RAID：由RAID控制卡管理阵列

        主板 → 阵列卡 → 磁盘 → 操作系统 → 数据

• 软RAID：由操作系统来管理阵列

         主板 → 磁盘 → 操作系统 → RAID软件 → 数据

三、RAID 0：一块硬盘或以上

       RAID 0 是一种非常简单的的方式，它将多块磁盘组合在一起形成一个大容量的存储。当我们要写数据的时候，会将数据分为N份，以独立的方式实现N块磁盘的读写，那么这N份数据会同时并发的写到磁盘中，因此执行性能非常的高。

        RAID0 的读写性能理论上是单块磁盘的N倍（仅限理论，因为实际中磁盘的寻址时间也是性能占用的大头）

        但RAID 0的问题是，它并不提供数据校验或冗余备份，因此一旦某块磁盘损坏了，数据就直接丢失，无法恢复了。因此RAID0就不可能用于高要求的业务中，但可以用在对可靠性要求不高，对读写性能要求高的场景中。

RAID 0：写入数据的时候，会将数据分N份，执行性能高，但不提供数据校验或冗余备份，一旦某块磁盘损坏，数据直接丢失，无法恢复

四、RAID 1：至少两块盘（常用）

        RAID1 是磁盘阵列中单位成本最高的一种方式。因为它的原理是在往磁盘写数据的时候，将同一份数据无差别的写两份到磁盘，分别写到工作磁盘和镜像磁盘，那么它的实际空间使用率只有50%了，两块磁盘当做一块用，这是一种比较昂贵的方案。

        RAID1其实与RAID0效果刚好相反。RAID1 这种写双份的做法，就给数据做了一个冗余备份。这样的话，任何一块磁盘损坏了，都可以再基于另外一块磁盘去恢复数据，数据的可靠性非常强，但性能就没那么好了。

RAID 1：双写数据，做一个冗余备份，任何一块磁盘损坏，都可以基于另外一块磁盘恢复数据

五、RAID 5：至少需要3块硬盘

这是目前用的最多的一种方式。

RAID 5 是一种将 存储性能、数据安全、存储成本 兼顾的一种方案。

        RAID 5 的方式是：将数据按照RAID 0的形式，分成多份同时写入多块磁盘，但是还会另外再留出一块磁盘用于写「奇偶校验码」。例如：总共有N块磁盘，让其中额度N-1块用来并发的写数据，第N块磁盘用记录校验码数据。一旦某一块磁盘坏掉了，就可以利用其它的N-1块磁盘去恢复数据。

        但是由于第N块磁盘是校验码磁盘，因此有任何数据的写入都会要去更新这块磁盘，导致这块磁盘的读写是最频繁的，也就非常的容易损坏。RAID5的方式可以说是对RAID3进行了改进。

        RAID 5 模式中，不再需要用单独的磁盘写校验码了。它把校验码信息分布到各个磁盘上。例如，总共有N块磁盘，那么会将要写入的数据分成N份，并发的写入到N块磁盘中，同时还将数据的校验码信息也写入到这N块磁盘中（数据与对应的校验码信息必须得分开存储在不同的磁盘上）。一旦某一块磁盘损坏了，就可以用剩下的数据和对应的奇偶校验码信息去恢复损坏的数据。

RAID 5：最少三块磁盘组成阵列，允许最多同时坏一块磁盘，如果有两块磁盘同时损坏，数据无法恢复；

六、RAID 6：至少需要4块硬盘

为了进一步提高存储的高可用，聪明的人们又提出了 RAID 6 方案，可以在有两块磁盘同时损坏的情况下，也能保障数据可恢复。

为什么 RAID 6 这么牛呢，因为RAID6在RAID5的基础上再次改进，引入了双重校验的概念。

RAID 6 除了每块磁盘上都有同级数据XOR校验区以外，还有针对每个数据块的XOR校验区，这样的话，相当于每个数据块有两个校验保护措施，因此数据的冗余性更高了。

但是 RAID 6 的这种设计也带来了很高的复杂度，虽然数据冗余性好，读取的效率也比较高，但是写数据的性能就很差。因此RAID6在实际环境中应用的比较少。

七、RAID 10：至少需要4快硬盘。raid10是2快硬盘组成raid1,2组raid1组成raid0

RAID 10 其实就是 RAID 1 与 RAID 0 的一个合体。

RAID 10 兼备了RAID1和RAID0的有优点。首先基于 RAID 1 模式将磁盘分为2份，当要写入数据的时候，将所有的数据在两份磁盘上同时写入，相当于写了双份数据，起到了数据保障的作用。且在每一份磁盘上又会基于 RAID 0 技术讲数据分为N份并发的读写，这样也保障了数据的效率。

但也可以看出 RAID 10 模式是有一半的磁盘空间用于存储冗余数据的，浪费的很严重，因此用的也不是很多。