RAID磁盘阵列

一、RAID磁盘阵列概述

独立硬盘冗余阵列（RAID, Redundant Array of Independent Disks），旧称廉价磁盘冗余阵列（Redundant Array of Inexpensive Disks），简称磁盘阵列。利用虚拟化存储技术把多个物理硬盘按不同的方式组合起来形成一个硬盘组（逻辑硬盘），从而提供比单个硬盘更高的存储性能和提供数据备份技术。

组成磁盘阵列的不同方式称为RAID级别（RAID Levels）。RAID 层级不同，数据会以多种模式分散于各个硬盘，RAID 层级的命名会以 RAID 开头并带数字。每种等级都有其理论上的优缺点，不同的等级在两个目标间获取平衡，分别是增加数据可靠性以及增加存储器群）读写性能。

二、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，安装OS前在BIOS里配置

• 软件RAID：通过OS实现，比如：群晖的NAS

三、RAID磁盘阵列的三大基本功能

• 通过对磁盘上的数据进行条带化，实现对数据成块存取，减少磁盘的机械寻道时间，提高了数据存取速度。

• 通过对一个阵列中的几块磁盘同时读取，减少了磁盘的机械寻道时间，提高数据存取速度。

• 通过镜像或者存储奇偶校验信息的方式，实现了对数据的冗余保护。

四、常用的RAID级别

RAID 0（条带化存储）：

• RAID 0连续以位或字节为单位分割数据，并行读/写于多个磁盘上，因此具有很高的数据传输率，但它没有数据冗余。

• RAID 0只是单纯的提高性能，并没有为数据的可靠性提供保证，而且其中的一个磁盘失效将影响到所有数据。

RAID 1（镜像存储）：

• 通过磁盘数据镜像实现数据冗余，在成对的独立磁盘上产生互为备份的数据。

• 当原始数据繁忙时，可直接从镜像拷贝中读取数据，因此RAID 1可以提高读取性能。

• RAID 1是磁盘阵列中单位成本最高的。但提供了很高的数据安全性和可用性。当一个磁盘失效时，系统可以自动切换到镜像磁盘上读写，而不需要重组失效的数据。

RAID 5：

• N(N≥3)块盘组成阵列，一份数据产生N-1个条带，同时还有一份校验数据，共N份数据在N块盘上循环均衡存储 N块盘同时读写，读性能很高，但由于有校验机制的问题，写性能相对不高。

• （N-1）/N 磁盘利用率。

• 可靠性高，允许坏一块盘，不影响所有数据。

RAID 1+0(先做镜象，再做条带)：

• N (偶数，N>=4)。块盘两两镜像后，再组合成一个RAID 0。

• N/2磁盘利用率。

• N/2块盘同时写入，N块盘同时读取。

• 性能高，可靠性高。

五、RAID各级别的比较

raid级别	0	1	5	10
是否有备份	否	是	是	是
是否提高读的性能	是	是	是	是
是否提高写的性能	是	下降	下降	是
磁盘利用率	100%	50%	n-1(n>=3)	50%
最少使用几块盘	1（有效果得2块以上）	2（2n，n>=1）	3	4（必须是偶数，n>=4）
最多可以坏几块磁盘	0	1	1	2

注意：

• raid模式与直通模式之间不能互通。

六、什么是RAID热备盘

RAID热备盘的原理：热备盘相当于帮Raid阵列多做多个备份，如果Raid陈列里其中一个盘坏了，这个热备盘就会顶替Raid里的那个坏盘，同时利用异或校验算法，把坏盘上面的数据原样做出来并存储在热备盘中。这样一来就等于Raid没受到损坏，然再找个一个同样的盘把坏盘替换掉，Raid和热备盘的状态又正常了。

RAID热备盘的作用：相当于是在 raid里面再做一个备份，比如说本来Raid里面是只允许坏一个盘的情况下系统和数据依然正常运行，但是坏两个就不行了，但是加了热备之后就可以同时坏两个盘都没问题，就多了个保险。