RAID技术基础

RAID(廉价冗余磁盘列阵)是一种高性能的存储系统。这种技术将多个独立的硬盘通过不同的方式组成一个硬盘组。提供了数据恢复的功能。极大地提高了数据的安全性。

RAID分级:

Raid 0：又称数据分块，即把数据分成若干相等大小的小块，并把它们写到列阵上不同的硬盘中。这种技术又称为Stripping(数据条带化)。这种并行的方式对硬盘进行读写操作建立在把数据分布在多个盘的基础上。从理论上讲其容量和数据传输速率是单个硬盘的N倍(N为构成Raid0的硬盘总数)。若阵列控制器有多个硬盘通道时，对多个通道上的硬盘进行RAID0操作，I/O性能会更高。因此常用于图象，视频等领域，RAID0 I/O传输率较高。但是如果一块硬盘坏掉，全部数据便会丢失。故Raid0没有数据冗余，最不可靠。

Raid 1：又称镜像，顾名思义，就是每一块工作盘都有一块镜像盘对其进行备份。每次写入数据到工作盘必须同时写入镜像盘，而读数据只从工作盘读取。一旦工作盘出现故障立即转入镜像盘，从镜像盘中读出数据，当故障盘被更换后数据可以重构，恢复故障盘正确数据。这种列阵可靠性很高，但其容量只有总容量的一半以下。

 

因为Raid 2冗余信息开销太大，故已被淘汰。

 

Raid 3：为单盘容错并行传输。即采用Stripping技术将数据分块，对这些块进行异或校验，校验数据写到最后一个硬盘上。它的特点是有一个盘为校验盘，数据以位或字节的方式存于各盘（分散记录在组内相同扇区的各个硬盘上）。当一个硬盘发生故障，除故障盘外，写操作将继续对数据盘和校验盘进行操作。而读操作是通过对剩余数据盘和校验盘的异或计算重构故障盘上应有的数据来进行的。RAID3的优点是并行I/O传输和单盘容错，具有很高可靠性。缺点：每次读写要牵动整个组，每次只能完成一次I/O。 

 

Raid 5：是一种旋转奇偶校验独立存取的阵列方式，它与RAID3，RAID4不同的是没有固定的校验盘，而是按某种规则把奇偶校验信息均匀地分布在阵列所属的硬盘上，所以在每块硬盘上，既有数据信息也有校验信息。这一改变解决了争用校验盘的问题，使得在同一组内并发进行多个写操作。所以RAID5即适用于大数据量的操作，也适用于各种事务处理，它是一种快速、大容量和容错分布合理的磁盘阵列。当有N块阵列盘时，用户空间为N-1块盘容量。

优点：空间利用率高、读出速度快、安全性高、性能价格比高，相对RAID3不需要专门的校验码磁盘，而且解决了写入速度相对较慢的问题

缺点：存储速度有所降低，只能承受每组中有一个磁盘出现故障

如图，0,1,2的校验信息于P1。3，4，5的校验信息于p2。6,7,8的校验信息于p3.9,10,11的校验信息于p4.当第一块盘故障，p4,6,3,0数据丢失。分别通过p1，p2，p3, 9,10,11恢复。

 

Raid 6：

RAID 6是在RAID 5基础上，为了进一步加强数据保护而设计的一种RAID方式，实际上是一种扩展RAID 5等级。与RAID 5的不同之处于除了每个硬盘上都有同级数据XOR校验区外，还有一个针对每个数据块的XOR校验区。可以避免两块磁盘出错时数据恢复错误。

优点：

合理的磁盘使用比例。

可以容纳多达8个以上的磁盘。

快速的读取性能，更高的容错能力。

缺点：

昂贵：计算机的能耗、控制器等等相关费用都十分高昂。

写性能非常差，几乎是所有RAID 中写性能最差的配置。

 

Raid 10：是一个Raid 0与Raid1的组合体，它是利用奇偶校验实现条带集镜像。首先创建2个独立的Raid1，然后将这两个独立的Raid1组成一个Raid0，当往这个逻辑Raid中写数据时，数据被有序的写入两个Raid1中。

优点：继承了Raid0的快速和Raid1的安全

缺点：需要的磁盘数量较多，磁盘利用率低，为50%