RAID

Posted 2020-12-01

什么是RAID

将多个磁盘合成一个“独立冗余磁盘阵列”来提供更好的性能、冗余，或者两者都提供。磁盘并行读写能提高IO能力，磁盘冗余来实现高可用性。

RAID实现方式

• 外接式：通过扩展卡提供适配能力
• 内接式：为主板集成RAID控制器，安装操作系统前在Bios里配置，有时也称为硬件RAID
• 软件：通过操作系统中的RAID程序来实现

RAID级别

RAID级别的区别在于，以不同的方式将多块磁盘组织在一起工作。
参考资料：https://en.wikipedia.org/wiki/Standard_RAID_levels

RAID 0

RAID 0有时候也称为条带卷。它是将多块硬盘串联在一起当做一块大硬盘使用，数据依次存储到每个硬盘中，存储容量是所有硬盘容量的总和，读写能力随磁盘数量增加成倍提升，但是没有冗余能力，空间利用率100%，至少需要两块硬盘，如果其中任何一块硬盘损坏则会导致整个数据受到破坏。它适用于对数据安全性不高的场景。

RAID 1

RAID 1有时候也称为镜像卷。采用镜像技术必须使用最少2块硬盘或2的倍数的硬盘数量，保存数据时，数据完整的保存在一块硬盘上，也会在应一块硬盘上生成镜像文件，即以复制备份的形式保存在另一块磁盘上。存储容量是两块磁盘总容量的一半，即2块磁盘容量只能使用一块磁盘的容量，磁盘利用率为50%，读性能有所提升，但写性能下降，空间利用率很低，但其中一块盘损坏，不影响文件的完整性。它适用于对数据安全性比较高的场景。

RAID 4

RAID级别最少需要3块硬盘，其中一块固定的硬盘用来保存校验位，数据以数据块为单位分别存储在不同的硬盘上。采用纠错功能的海明码为校验码对数据进行校验与恢复，对数据所在的硬盘进行海明码运算后再单独保存一份在一块专用的硬盘上，这个硬盘称为专用校验盘。读写性能都有所提升，最少3块硬盘情况下，允许其中任意一块硬盘损坏，并对未损坏的硬盘利用算法进行修复，但影响全局，磁盘空间是总磁盘数-1。

RAID 5

RAID5类似于RAID4，区别在于，不是使用专门独立校验盘，而是保存在每个磁盘上。读写性能都有所提升，最少使用3块硬盘，可用磁盘空间为磁盘总数-1，允许最多1块硬盘损坏。

RAID 6

RAID 6是在RAID 5基础上把校验信息由一位增加到两位，最少需要4块硬盘，可允许同时损坏2块硬盘，可用空间为磁盘总数-2。

RAID 01

RAID 01，也称为RAID 0+1，是使用条带镜像的RAID级别，可实现磁盘之间的数据复制和共享。RAID 01阵列的可用容量与由相同硬盘组成的RAID 1阵列的可用容量相同，其中一半驱动器用于镜像另一半。在标准的RAID 01配置中，至少需要4块硬盘。

RAID 10

RAID 10不是独立的级别，是由RAID 0和RAID 1两个级别组合而成。最少需要4块硬盘，先将2块硬盘组成RAID 1，再把2组RAID 1组合成RAID 0。RAID 10读写性能都有所提升，可用磁盘空间为总磁盘数的一半，每组镜像最多允许坏一块硬盘，即不同镜像中共允许损坏2块硬盘。根据制造商的规范和官方的独立基准，在大多数情况下，RAID 10提供的吞吐量和延迟比RAID 0（以吞吐量为准）以外的所有其他RAID级别更好。因此，它是I / O密集型应用程序（例如数据库，电子邮件和Web服务器）以及需要高磁盘性能的任何其他用途的首选RAID级别。

注意：上图展示的只是RAID 10的其中一种组织方式，也是默认方式。这种方式是在镜像复制数据的时候，同一分数据保存在相邻设备的同一高度，称之为near复制方式。还有其它镜像复制方式，例如：offset复制方式、far复制方式。

RAID 50

RAID 50也不是独立的级别，它是先实现RAID 5，再组合成RAID 0，读写性能都有所提升，最少需要6块硬盘，每组级别中可允许1块硬盘损坏，最多允许损坏2块硬盘。

JBOD

JBOD全程Just a Bunch Of Disks，其功能是将多块磁盘的空间合并一个大的连续空间使用，可用磁盘空间为所有硬盘的总和。

RAID 7

RAID 7级别可以理解为一个独立存储计算机，自身带有操作系统和管理工具，可以独立运行，理论上是性能最高的RAID模式。