一．RAID定義
RAID(Redundant Array of Independent Disk 獨(dú)立冗余磁盤(pán)陣列)技術(shù)是加州大學(xué)伯克利分校1987年提出，最初是為了組合小的廉價(jià)磁盤(pán)來(lái)代替大的昂貴磁盤(pán)，同時(shí)希望磁盤(pán)失效時(shí)不會(huì)使對(duì)數(shù)據(jù)的訪(fǎng)問(wèn)受損 失而開(kāi)發(fā)出一定水平的數(shù)據(jù)保護(hù)技術(shù)。RAID就是一種由多塊廉價(jià)磁盤(pán)構(gòu)成的冗余陣列，在操作系統(tǒng)下是作為一個(gè)獨(dú)立的大型存儲(chǔ)設(shè)備出現(xiàn)。RAID可以充分發(fā) 揮出多塊硬盤(pán)的優(yōu)勢(shì)，可以提升硬盤(pán)速度，增大容量，提供容錯(cuò)功能夠確保數(shù)據(jù)安全性，易于管理的優(yōu)點(diǎn)，在任何一塊硬盤(pán)出現(xiàn)問(wèn)題的情況下都可以繼續(xù)工作，不會(huì) 受到損壞硬盤(pán)的影響。

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二、 RAID的幾種工作模式（僅討論 RAID0，RAID1，RAID5，RAID10這四種，這四種比較典型）
1、RAID0 （又稱(chēng)為Stripe或Striping－－分條）
即Data Stripping數(shù)據(jù)分條技術(shù)。RAID 0可以把多塊硬盤(pán)連成一個(gè)容量更大的硬盤(pán)群，可以提高磁 盤(pán)的性能和吞吐量。RAID 0沒(méi)有冗余或錯(cuò)誤修復(fù)能力，成本低，要求至少兩個(gè)磁盤(pán)，一般只是在那些對(duì)數(shù) 據(jù)安全性要求不高的情況下才被使用。

特點(diǎn)：

容錯(cuò)性：	沒(méi)有	冗余類(lèi)型：	沒(méi)有
熱備盤(pán)選項(xiàng)：	沒(méi)有	讀性能：	高
隨機(jī)寫(xiě)性能：	高	連續(xù)寫(xiě)性能：	高
需要的磁盤(pán)數(shù)：	只需2個(gè)或2*N個(gè)（這里應(yīng)該是多于兩個(gè)硬盤(pán)都可以）	可用容量：	總的磁盤(pán)的容量
典型應(yīng)用：	無(wú)故障的迅速讀寫(xiě)，要求安全性不高，如圖形工作站等。

RAID 0的工作方式：

圖1

如圖1所示:系統(tǒng)向 三個(gè)磁盤(pán)組成的邏輯硬盤(pán)(RADI 0 磁盤(pán)組)發(fā)出的I/O數(shù)據(jù)請(qǐng)求被轉(zhuǎn)化為3項(xiàng)操作，其中的每一項(xiàng)操作都對(duì)應(yīng)于一塊物理硬盤(pán)。我們從圖中可以清楚的看到通過(guò)建立RAID 0，原先順序的數(shù)據(jù)請(qǐng)求被分散到所有的三塊硬盤(pán)中同時(shí)執(zhí)行。
從理論上講，三塊硬盤(pán)的并行操作使同一時(shí)間內(nèi)磁盤(pán)讀寫(xiě)速度提升了3倍。 但由于總線(xiàn)帶寬等多種因素的影響，實(shí)際的提升速率肯定會(huì)低于理論值，但是，大量數(shù)據(jù)并行傳輸與串行傳輸比較，提速效果顯著顯然毋庸置疑。
RAID 0的缺點(diǎn)是不提供數(shù)據(jù)冗余，因此一旦用戶(hù)數(shù)據(jù)損壞，損壞的數(shù)據(jù)將無(wú)法得到恢復(fù)。
RAID 0具有的特點(diǎn)，使其特別適用于對(duì)性能要求較高，而對(duì)數(shù)據(jù)安全不太在乎的領(lǐng)域，如圖形工作站等。對(duì)于個(gè)人用戶(hù)，RAID 0也是提高硬盤(pán)存儲(chǔ)性能的絕佳選擇。
計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展迅速，但硬盤(pán)傳輸率也成了性能的瓶頸。怎么辦？IDE RAID技術(shù)的成熟讓我們輕松打造自己的超高速硬盤(pán)。在實(shí)際應(yīng)用中，RAID 0硬盤(pán)陣列能比普通IDE 7200轉(zhuǎn)ATA 133硬盤(pán)快得多，時(shí)至今日，在大多數(shù)的高端或者玩家主板上我們都能找到一顆PROMISE或者HighPoint的RAID芯片，同時(shí)發(fā)現(xiàn)它們提供的額 外幾個(gè)IDE接口。沒(méi)錯(cuò)，RAID已經(jīng)近在眼前，難道你甘心放棄RAID為我們帶來(lái)的性能提升嗎？答案當(dāng)然是否定的！
實(shí)用 的IDE RAID
RAID可以通過(guò)軟件或硬件實(shí)現(xiàn)。像Windows 2000就能夠提供軟件的RAID功能，但是這樣需要消耗不小的CPU資源，降低整機(jī)性能。而硬件實(shí)現(xiàn)則是一般由RAID卡實(shí)現(xiàn)的，高檔的SCSI RAID卡有著自己專(zhuān)用的緩存和I/O處理器，但是對(duì)于家庭用戶(hù)來(lái)說(shuō)這樣的開(kāi)銷(xiāo)顯然是承受不了的，畢竟為了實(shí)現(xiàn)RAID買(mǎi)兩個(gè)或者更多的HDD已經(jīng)相當(dāng)不 容易了。我們還有一種折中的辦法——IDE RAID?；蛟S這才是普通人最容易接受的方法。雖然IDE RAID在功能和性能上都有所折中，但相對(duì)于低廉的價(jià)格，普通用戶(hù)看來(lái)并不在意。
為什么要用RAID 0
RAID 0至少需要兩塊硬盤(pán)才能夠?qū)崿F(xiàn)，它的容量為組成這個(gè)系統(tǒng)的各個(gè)硬盤(pán)容量之和，這幾塊硬盤(pán)的容量要相同，在家用IDE RAID中一般級(jí)聯(lián)兩塊硬盤(pán)，一定要用同型號(hào)同容量的硬盤(pán)。RAID 0模式向硬盤(pán)寫(xiě)入數(shù)據(jù)的時(shí)候把數(shù)據(jù)一分為二，分別寫(xiě)入兩塊硬盤(pán)，讀取數(shù)據(jù)的時(shí)候則反之，這樣的話(huà)，每塊硬盤(pán)只要負(fù)擔(dān)一半的數(shù)據(jù)傳輸任務(wù)，得到的結(jié)果也就是 速度的增加。

實(shí)現(xiàn)方 式：

（1）、RAID 0最簡(jiǎn)單方式（我覺(jué)得這個(gè)方式不是它本意所提倡的）
就是把x塊同樣的硬盤(pán)用硬件的形式通過(guò)智能磁盤(pán)控制器或用操作系統(tǒng)中的磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)程序以軟件的方式串聯(lián)在一起，形成一個(gè)獨(dú)立的邏輯驅(qū)動(dòng)器，容量是單獨(dú)硬盤(pán)的 x倍,在電腦數(shù)據(jù)寫(xiě)時(shí)被依次寫(xiě)入到各磁盤(pán) 中，當(dāng)一塊磁盤(pán)的空間用盡時(shí)，數(shù)據(jù)就會(huì)被自動(dòng)寫(xiě)入到下一塊磁盤(pán)中，它的好處是可以增加磁盤(pán)的容量。
速度與其中任何一塊磁盤(pán)的速度相同，如果其中的任何一塊磁盤(pán)出現(xiàn)故障，整個(gè)系統(tǒng)將會(huì)受到破壞，可靠
性是單獨(dú)使用一塊硬盤(pán)的1/n。
（2）、RAID 0的另一方式（常指的RAID 0就是指的這個(gè)）
是用n塊硬盤(pán)選擇合理的帶區(qū)大小創(chuàng)建帶區(qū)集，最好是為每一塊硬盤(pán)都配備一個(gè)專(zhuān)門(mén)的磁盤(pán)控制器,在 電腦數(shù)據(jù)讀寫(xiě)時(shí)同時(shí)向n塊磁盤(pán)讀寫(xiě)數(shù)據(jù),速度提升n倍。提高系統(tǒng)的性能。

2、RAID 1 （又稱(chēng)為Mirror或Mirroring－－鏡像）
RAID 1稱(chēng)為磁盤(pán)鏡像：把一個(gè)磁盤(pán)的數(shù)據(jù)鏡像到另一個(gè)磁盤(pán)上，在不影響性能情況下最大限度的保證系統(tǒng)的可靠性和可修復(fù)性上，具有很高的數(shù)據(jù)冗余能力，但磁盤(pán)利用 率為50%，故成本最高，多用在保存關(guān)鍵性的重要數(shù)據(jù)的場(chǎng)合。RAID 1的操作方式是把用戶(hù)寫(xiě)入硬盤(pán)的數(shù)據(jù)百分之百地自動(dòng)復(fù)制到另外一個(gè)硬盤(pán)上。

RAID 1有以下特點(diǎn)：
（1）、RAID 1的每一個(gè)磁盤(pán)都具有一個(gè)對(duì)應(yīng)的鏡像盤(pán)，任何時(shí)候數(shù)據(jù)都同步鏡像，系統(tǒng)可以從一組 鏡像盤(pán)中的任何一個(gè)磁盤(pán)讀取數(shù)據(jù)。
（2）、磁盤(pán)所能使用的空間只有磁盤(pán)容量總和的一半，系統(tǒng)成本高。
（3）、只要系統(tǒng)中任何一對(duì)鏡像盤(pán)中至少有一塊磁盤(pán)可以使用，甚至可以在一半數(shù)量的硬盤(pán)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)系統(tǒng)都可以正常運(yùn)行。
（4）、出現(xiàn)硬盤(pán)故障的RAID系統(tǒng)不再可靠，應(yīng)當(dāng)及時(shí)的更換損壞的硬盤(pán)，否則剩余的鏡像盤(pán)也出現(xiàn)問(wèn)題，那么整個(gè)系統(tǒng)就會(huì)崩潰。
（5）、更換新盤(pán)后原有數(shù)據(jù)會(huì)需要很長(zhǎng)時(shí)間同步鏡像，外界對(duì)數(shù)據(jù)的訪(fǎng)問(wèn)不會(huì)受到影響，只是這時(shí)整個(gè)系統(tǒng)的性能有所下降。
（6）、RAID 1磁盤(pán)控制器的負(fù)載相當(dāng)大，用多個(gè)磁盤(pán)控制器可以提高數(shù)據(jù)的安全性和可用性。

RAID 1的工作方式：

圖2

如圖2所 示：當(dāng)讀取數(shù)據(jù)時(shí)，系統(tǒng)先從RAID1的源盤(pán)讀取數(shù)據(jù)，如果讀取數(shù)據(jù)成功，則系統(tǒng)不去管備份盤(pán)上的數(shù)據(jù)；如果讀取源盤(pán)數(shù)據(jù)失敗，則系統(tǒng)自動(dòng)轉(zhuǎn)而讀取備份盤(pán) 上的數(shù)據(jù)，不會(huì)造成用戶(hù)工作任務(wù)的中斷。當(dāng)然，我們應(yīng)當(dāng)及時(shí)地更換損壞的硬盤(pán)并利用備份數(shù)據(jù)重新建立Mirror，避免備份盤(pán)在發(fā)生損壞時(shí)，造成不可挽回 的數(shù)據(jù)損失。
raid 1的優(yōu)缺點(diǎn)
由于對(duì)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)進(jìn)行百分之百的備份，在所有RAID級(jí)別中，RAID 1提供最高的數(shù)據(jù)安全保障。同樣，由于數(shù)據(jù)的百分之百備份，備份數(shù)據(jù)占了總存儲(chǔ)空間的一半，因而Mirror（鏡像）的磁盤(pán)空間利用率低，存儲(chǔ)成本高。 Mirror雖不能提高存儲(chǔ)性能，但由于其具有的高數(shù)據(jù)安全性，使其尤其適用于存放重要數(shù)據(jù)，如服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)等領(lǐng)域。

3、 RAID 5 （可以理解為是RAID 0和RAID 1的折衷方案，但沒(méi)有完全使用RAID 1鏡像理念，而是使用了“奇偶校驗(yàn)信息”來(lái)作為數(shù)據(jù)恢復(fù)的方式，與下面的RAID10不同。）

容錯(cuò)性：	有	冗余類(lèi)型：	奇偶校驗(yàn)
熱備盤(pán)選項(xiàng)：	有	讀性能：	高
隨機(jī)寫(xiě)性能：	低	連續(xù)寫(xiě)性能：	低
需要的磁盤(pán)數(shù)：	三個(gè)或更多
可用容量：	（n-1）/n的總磁盤(pán)容量（n為磁盤(pán)數(shù)）
典型應(yīng)用：	隨機(jī)數(shù)據(jù)傳輸要求安全性高，如金融、數(shù)據(jù)庫(kù)、存儲(chǔ)等。

圖3
RAID 5 是一種存儲(chǔ)性能、數(shù)據(jù)安全和存儲(chǔ)成本兼顧的存儲(chǔ)解決方案。 以四個(gè)硬盤(pán)組成的RAID 5為例，其數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式如圖4所示：圖中，Ap為A1，A2和A3的奇偶校驗(yàn)信息，其它以此類(lèi)推。由圖中可以看出，RAID 5不對(duì)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)進(jìn)行備份，而是把數(shù)據(jù)和相對(duì)應(yīng)的奇偶校驗(yàn)信息存儲(chǔ)到組成RAID5的各個(gè)磁盤(pán)上，并且奇偶校驗(yàn)信息和相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)分別存儲(chǔ)于不同的磁盤(pán) 上。當(dāng)RAID5的一個(gè)磁盤(pán)數(shù)據(jù)發(fā)生損壞后，利用剩下的數(shù)據(jù)和相應(yīng)的奇偶校驗(yàn)信息去恢復(fù)被損壞的數(shù)據(jù)。
RAID 5可以理解為是RAID 0和RAID 1的折衷方案。RAID 5可以為系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)安全保障，但保障程度要比Mirror低而磁盤(pán)空間利用率要比Mirror高。RAID 5具有和RAID 0相近似的數(shù)據(jù)讀取速度，只是多了一個(gè)奇偶校驗(yàn)信息，寫(xiě)入數(shù)據(jù)的速度比對(duì)單個(gè)磁盤(pán)進(jìn)行寫(xiě)入操作稍慢。同時(shí)由于多個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)一個(gè)奇偶校驗(yàn)信息，RAID 5的磁盤(pán)空間利用率要比RAID 1高，存儲(chǔ)成本相對(duì)較低。

4.Raid 10是一個(gè)Raid 0與Raid1的組合體，它是利用奇偶校驗(yàn)實(shí)現(xiàn)條帶集鏡像，所以它繼承了Raid0的快速和Raid1的安全。我們知道，RAID 1在這里就是一個(gè)冗余的備份陣列，而RAID 0則負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的讀寫(xiě)陣列。其實(shí)，圖4只是一種RAID 10方式，更多的情況是從主通路分出兩路，做Striping操作，即把數(shù)據(jù)分割，而這分出來(lái)的每一路則再分兩路，做Mirroring操作，即互做鏡像。

圖4

RAID10也被稱(chēng)為鏡象陣列條帶。象RAID0一樣，數(shù)據(jù)跨磁盤(pán)抽?。幌驲AID1一樣，每個(gè)磁盤(pán)都有一個(gè)鏡象磁盤(pán), 所以RAID 10的另一種會(huì)說(shuō)法是 RAID 0+1。RAID10提供100%的數(shù)據(jù)冗余，支持更大的卷尺寸，但價(jià)格也相對(duì)較高。對(duì)大多數(shù)只要求具有冗余度而不必考慮價(jià)格的應(yīng)用來(lái)說(shuō)，RAID10提 供最好的性能。使用RAID10，可以獲得更好的可靠性，因?yàn)榧词箖蓚€(gè)物理驅(qū)動(dòng)器發(fā)生故障（每個(gè)陣列中一個(gè)），數(shù)據(jù)仍然可以得到保護(hù)。RAID10需要4 + 2*N 個(gè)磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器（N >=0)， 而且只能使用其中一半(或更小, 如果磁盤(pán)大小不一)的磁盤(pán)用量, 例如 4 個(gè) 250G 的硬盤(pán)使用RAID10 陣列， 實(shí)際容量是 500G。

RAID總結(jié)：

類(lèi)型	讀寫(xiě)性能	安全性	磁盤(pán)利用率	成本	應(yīng)用方面
RAID0	最好（因并行性而提高）	最差（完全無(wú)安全保障）	最高（100％）	最低	個(gè)人用戶(hù)
RAID1	讀和單個(gè)磁盤(pán)無(wú)分別，寫(xiě)則要寫(xiě)兩邊	最高（提供數(shù)據(jù)的百分之百備份）	差（50％）	最高	適用于存放重要數(shù)據(jù)，如服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)等領(lǐng)域。
RAID5	讀：RAID 5＝RAID 0（相近似的數(shù)據(jù)讀取速度）   寫(xiě)：RAID 5<對(duì)單個(gè)磁盤(pán)進(jìn)行寫(xiě)入操作（多了一個(gè)奇偶校驗(yàn)信息寫(xiě)入）	RAID 5<raid 1<="" td="" >	RAID 5>RAID 1	RAID 5<raid 1<="" td="" >	是一種存儲(chǔ)性能、數(shù)據(jù)安全和存儲(chǔ)成本兼顧的存儲(chǔ)解決方案。
RAID10	讀：RAID10＝RAID0   寫(xiě)：RAID10＝RAID1	RAID10＝RAID1	RAID10＝RAID1（50％）	RAID10＝RAID1	集合了RAID0，RAID1的優(yōu)點(diǎn)，但是空間上由于使用鏡像，而不是類(lèi)似RAID5的“奇偶校驗(yàn)信息”，磁盤(pán)利用率一樣是50％

網(wǎng)頁(yè)題目：RAID0、1、5、10詳解
網(wǎng)頁(yè)URL：http://aaarwkj.com/article12/peipdc.html

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