【运维理论】RAID级别简介

独立硬盘冗余阵列（RAID, Redundant Array of Independent Disks），旧称廉价磁盘冗余阵列（RAID, Redundant Array of Inexpensive Disks），简称硬盘阵列。由伯克利大学一位教授提出，其基本思想就是把多个相对便宜的硬盘组合起来，成为一个硬盘阵列组，使性能达到甚至超过一个价格昂贵、容量巨大的硬盘。根据选择的版本不一样，RAID比单颗硬盘有如下一个或多个方面的好处：加强数据集成度，加强容错功能，增长处理量或容量。但也有可能下降安全性、下降性能等多种缺点。另外，磁盘阵列对于计算机来讲，看起来就像一个单独的硬盘或逻辑存储单元。根据不一样的RAID级别，基础RAID级别能够分为RAID-0，RAID-1，RAID-2，RAID-3，RAID-4，RAID-5，RAID-6，RAID-7（存储计算机公司独有技术），JBOD。根据基础RAID级别，能够进行进一步组合，实现使用者本身想要的方案。

简而言之，RAID就是针对硬盘提供一种虚拟化方案，将多个物理硬盘组合成一个逻辑硬盘，操做系统只会把这个逻辑硬盘看成“一个硬盘”。RAID常被用在服务器计算机上，而且使用彻底相同的硬盘做为组合。因为硬盘价格的不断降低（机械硬盘，基于TLC和QLC的固态硬盘）而且RAID功能更多的集成到主板上，于是电脑组装爱好者也热衷于给本身的数据存储模块加入RAID技术。

加入RAID技术主要是为了增长如下一项或多项功能：

1.增长数据可靠性

2.增长存储器读写性能

3.增长容量

如下依次介绍部分主流RAID基本级别。

1、RAID0 又称Strip，条带化模式

原理：数据交付给RAID控制单元，切割成若干条带，并行写入阵列

得失：理论上最高可提高读写速度为原来N倍，存储容量扩充为单块硬盘N倍，N为阵列内硬盘个数，数据安全性下降为原来的1/N，阵列内任意一块硬盘故障，整个阵列崩溃！并且从实际状况来看，因为自己切割数据也须要耗费计算资源，因此实际读写提高将略小于理论值，而且会随着硬盘个数增长而提高愈来愈少。

应用状况：适用于对读写要求高，成本控制严格，安全性要求不高的场合，单独RAID0笔者本人原来组准系统的时候用过，主要是为了提高跑分好看。通常都是采用其余组合的方案。

原理图示：

2、RAID-1 又称Mirror，镜像模式

原理：数据交付给RAID控制单元，对阵列内全部磁盘写入相同数据。读取时，与RAID0相仿，能够同时从阵列中全部可用硬盘内读取所需数据。

得失：理论上数据安全性提高N倍，写能力不受影响，读取数据能力提高为原来N倍（性能基准与单块硬盘比较，N为硬盘个数）。实际状况中，数据安全性提高比率更大（要镜像阵列中全部盘坏才会定义为崩溃，因此崩溃概率是相乘，会成倍减少），读取数据能力提高不足N倍（受控制器影响，和控制策略算法影响），写能力微弱降低（控制单元损耗）

应用状况：适用于对数据安全性要求高，读多写极少的状况，故也不适合单独拿来大规模应用。

原理图示：

3、RAID3 带专用校验盘的数据条带

原理：数据交付给RAID控制单元，控制单元将向阵列中一块固定的磁盘写入校验信息，同时将数据信息写入其他磁盘。校验信息为异或值（Xor），若是任意一块硬盘发生错误，那么均可以经过其他磁盘信息异或后重建。

得失：当整个阵列健康时，可以提供接近RAID0的性能（倍数要排除掉校验盘），同时提供必定的容灾能力（容许一块硬盘故障）。但一旦出现坏盘进入降级模式，每一次读写坏区块的信息都要经过计算其他盘的内容，性能会大大降低

应用状况：因为RAID5可以更好的代替RAID3，因此基本上RAID3应用很少。

原理图示：

4、RAID5 分散校验盘的数据条带

原理：校验数据分布在阵列中的全部磁盘上，而没有采用专门的校验磁盘。对于数据和校验数据，它们的写操做能够同时发生在彻底不一样的磁盘上。

得失：读取速度接近RAID0（倍数要排除掉校验盘），同时提供必定的容灾能力（容许一块硬盘故障）。但RAID5还提供良好的扩展性，磁盘数量增长，能提供更高的容量和更快的速度。固然，对替换盘重建数据时，性能依然会受到较大影响。RAID5 兼顾存储性能、数据安全和存储成本等各方面因素，它能够理解为 RAID0 和 RAID1 的折中方案，是目前综合性能最佳的数据保护解决方案。 

应用状况：RAID5 基本上能够知足大部分的存储应用需求，数据中心大多采用它做为应用数据的保护方案。但实际的应用中，也一般不单使用RAID5，而是有其余多种的组合方案。

原理图示：

固然，还有其余的诸如RAID2，RAID4，RAID6及7等非主流基本阵列模式，这种阵列模式通常商用产品都是不支持的，仅供理论了解，这里也贴一篇很好的博文，供你们参考。

点击这里查看超级详细的介绍RAID的一篇图文！

5、RAID的常见基础组合，raid10和raid01

原理：RAID10又称RAID1+0，是先将买来的硬盘分红两组，作镜像，再对每组硬盘作条带化。而RAID01则偏偏相反，是先将买来的硬盘分红两组，作条带化，再对每组硬盘作镜像。

得失：在对每一个子组保持基本RAID等级的特性下，RAID10比RAID01有更好的容错能力，可以容许多个子RAID1都有坏盘，只要不是一个RAID1组中硬盘所有坏掉就OK。然而RAID01只能容许在其中一个RAID0组中有坏盘。成组至少四块硬盘，因为都有RAID1，因此磁盘利用率50%

应用状况：鉴于RAID10和01都至少四块硬盘，而且磁盘利用率在彻底健康下都一致，基于RAID10数据更强的容灾能力，于是主流的磁盘阵列产品都只支持RAID10。

原理图示：

还有其余更多的组合，但都不经常使用。读者能够在我以前贴出的那个连接里去查阅，那篇文章很详细。

看完我这篇文章，应付通常面试都是没有问题的了。并且列举的阵列模式都是经常使用/支持商业化的，因此你们也能够灵活利用这些经常使用阵列，提高本身的硬盘效能和数据安全性。

Intel的SRT技术也能够当作是RAID的一种，只不过是Intel独有，这里就不放在这里介绍拉，有机会的话，我本身也会写一篇博客。

感谢观看。