RAID最初是廉價磁盤冗余陣列(Redundant Array of Inexpensive Disks)的縮寫。如今，這個名詞的含義已更新為獨(dú)立磁盤冗余陣列(Redundant Array of Independent Disks)，但是它的最終目的并沒有改變。

RAID是保護(hù)硬盤和固態(tài)硬盤上應(yīng)用程序數(shù)據(jù)的常用方法，不同類型的RAID在保護(hù)級別和價格之間進(jìn)行平衡。保護(hù)措施越多，成本就越高。隨著存儲的發(fā)展，RAID級別的數(shù)目也相應(yīng)增加了。

RAID是一種將單個物理驅(qū)動器分組到一起以形成RAID組的方法。RAID組將所有物理驅(qū)動器表示為服務(wù)器上的一個邏輯磁盤。邏輯磁盤稱為邏輯單元號(LUN)。

RAID性能和可用性的改進(jìn)使其在新技術(shù)可用的情況下仍在使用。要完全理解RAID及其好處，重要的是分解不同的RAID級別以及它們各自的優(yōu)勢。

RAID的好處

使用RAID的主要好處是能夠保存存儲在故障驅(qū)動器上的數(shù)據(jù)。RAID使用數(shù)據(jù)鏡像、條帶化和奇偶校驗，或這些技術(shù)的組合。在大多數(shù)情況下，性能或可靠性的提高會提高保護(hù)驅(qū)動器上數(shù)據(jù)的成本。

鏡像是將數(shù)據(jù)同時寫入多個驅(qū)動器，而條帶化意味著數(shù)據(jù)以塊的形式分布在驅(qū)動器上，奇偶校驗是一種確保數(shù)據(jù)在從一個驅(qū)動器移動到另一個驅(qū)動器時已成功寫入的方法。

奇偶校驗基本上是寫入磁盤的數(shù)據(jù)的校驗和，它與原始數(shù)據(jù)一起寫入。服務(wù)器在訪問基于硬件的RAID組上的數(shù)據(jù)時，不會知道RAID組中的某一個驅(qū)動器發(fā)生了故障�？刂破魇褂么鎯υ赗AID組中幸存磁盤上的奇偶性信息，來重新創(chuàng)建磁盤損壞時丟失的數(shù)據(jù)。

標(biāo)準(zhǔn)與非標(biāo)準(zhǔn)RAID級別

RAID級別可以分為三類:標(biāo)準(zhǔn)級別、非標(biāo)準(zhǔn)級別和嵌套級別。RAID的標(biāo)準(zhǔn)級別由編號為0到6的RAID基本類型組成。

非標(biāo)準(zhǔn)RAID級別被設(shè)置為特定公司或開源項目的標(biāo)準(zhǔn)。非標(biāo)準(zhǔn)RAID包括RAID 7、Adaptive RAID、RAID S和Linux md RAID 10。

嵌套RAID是指RAID級別的組合，如RAID 01—RAID 0+1、RAID 03—RAID 0+3、RAID 50—RAID 5+0。

RAID級別解釋

使用的RAID級別應(yīng)該取決于服務(wù)器上運(yùn)行的應(yīng)用程序的類型。RAID 0是最快的，RAID 1是最可靠的，RAID 5是兩者的良好結(jié)合。對于您的組織來說，哪個RAID級別最適合，取決于您所預(yù)期的冗余級別、保留期的長度、正在使用的磁盤數(shù)量以及您對數(shù)據(jù)保護(hù)與性能優(yōu)化的重視程度。

下面是存儲陣列中最常用的不同RAID級別的描述。并不是所有存儲陣列供應(yīng)商都支持每種RAID類型，所以一定要檢查供應(yīng)商的存儲系統(tǒng)中可用的RAID類型。

·RAID 0 : RAID 0是簡單的磁盤條帶化。所有數(shù)據(jù)以塊的形式分布在RAID組中的所有磁盤上。RAID 0提供了很好的性能，因為您將存儲數(shù)據(jù)的負(fù)載分散到了更多的物理驅(qū)動器上。它的成本也是所有RAID類型中最低的，因為它只使用磁盤空間來存儲數(shù)據(jù)。因為沒有為RAID 0生成奇偶校驗，所以沒有向RAID 0磁盤寫入數(shù)據(jù)的開銷。

然而，RAID 0在所有RAID級別中數(shù)據(jù)保護(hù)能力是最差的。當(dāng)磁盤發(fā)生故障時，該磁盤上的數(shù)據(jù)在可以從另一個驅(qū)動器重寫之前是不可用的。

·RAID 1 : RAID 1是磁盤鏡像，這意味著所有數(shù)據(jù)都被寫入兩個獨(dú)立的物理磁盤。磁盤本質(zhì)上是彼此的鏡像。如果一個磁盤出現(xiàn)故障，可以使用另一個磁盤來檢索數(shù)據(jù)。

磁盤鏡像有利于快速讀取操作，但寫入速度較慢，因為必須將數(shù)據(jù)寫入磁盤兩次。RAID1的另一個缺點(diǎn)是所需的磁盤空間增加了一倍，因為所有數(shù)據(jù)都存儲了兩次。

·RAID 1+0 : RAID 1+0也稱為RAID 10，它使用磁盤鏡像和條帶化的組合。數(shù)據(jù)通常先鏡像，然后條帶化。先條帶化再鏡像也可以完成相同的任務(wù)，但它的容錯性不如前者。

如果在一個條帶組中丟失驅(qū)動器，則必須從另一個條帶組中訪問數(shù)據(jù)，因為條帶組沒有奇偶性。RAID 1+0至少需要4個物理磁盤。

·RAID 2 : RAID 2通過使用漢明碼(Hamming code)在bit級別條帶化數(shù)據(jù)。目前，硬盤的糾錯碼已經(jīng)使用了漢明碼，所以RAID 2不再被使用了。

·RAID 3 : RAID 3使用奇偶校驗磁盤將RAID控制器生成的奇偶校驗信息存儲在與實際數(shù)據(jù)磁盤分開的磁盤上，而不是像RAID 5中那樣用數(shù)據(jù)對磁盤進(jìn)行分段。

當(dāng)有大量數(shù)據(jù)請求時，這種RAID類型的性能很差，比如在數(shù)據(jù)庫這樣的應(yīng)用程序中。RAID 3在需要長時間連續(xù)數(shù)據(jù)傳輸?shù)膽?yīng)用程序(如視頻服務(wù)器)中表現(xiàn)良好。RAID 3至少需要三個物理磁盤。

·RAID 4 : RAID 4使用專用奇偶校驗磁盤以及塊級別的磁盤條帶化。雖然它對于順序數(shù)據(jù)訪問很好，但是使用專用奇偶校驗磁盤會導(dǎo)致寫操作的性能瓶頸。有了RAID 5等替代方案，RAID 4的使用并不多。

·RAID 5 : RAID 5使用奇偶校驗磁盤條帶化。這些數(shù)據(jù)在RAID組中的所有磁盤上都有條帶，并帶有在磁盤故障時重建數(shù)據(jù)所需的奇偶性信息。

RAID 5是最常見的RAID方法，因為它在性能和可用性之間取得了良好的平衡。RAID 5至少需要三個物理磁盤。

·RAID 6 : RAID 6通過使用兩個奇偶校驗條帶來提高可靠性，這兩個奇偶校驗條帶在數(shù)據(jù)丟失之前允許RAID組中出現(xiàn)兩個磁盤故障。RAID 6通常用于部署用于存檔或基于磁盤的備份的大容量驅(qū)動器。RAID 6允許在同時發(fā)生磁盤故障時進(jìn)行數(shù)據(jù)恢復(fù)，這在容量較大、重建時間較長的驅(qū)動器中更為常見。RAID 6至少需要4個驅(qū)動器。

·Adaptive RAID :自適應(yīng)RAID讓RAID控制器知道如何在磁盤上存儲奇偶校驗。它在RAID 3和RAID 5之間進(jìn)行選擇，這取決于將數(shù)據(jù)類型寫入磁盤時哪種RAID組類型執(zhí)行得更好。

·RAID 7 : RAID 7是非標(biāo)準(zhǔn)的RAID級別——基于RAID 3和RAID 4——需要專用硬件。這一RAID級別由現(xiàn)已倒閉的Storage Computer公司擁有并注冊了商標(biāo)。

RAID組的最小驅(qū)動器數(shù)與RAID重建

RAID需要多個驅(qū)動器，所需磁盤的最小數(shù)量因RAID級別而異。但是超過這個數(shù)字有什么好處嗎?

如果您使用的驅(qū)動器數(shù)量超過了最低數(shù)量，您可以獲得更多可用的存儲空間和更多的驅(qū)動器供操作系統(tǒng)使用。然而，這并不意味著您應(yīng)該盡可能多地增加驅(qū)動器。大多數(shù)RAID陣列在一個RAID組中最多使用16個驅(qū)動器，這是因為在超過這么多驅(qū)動器時，開銷更高，性能回報也在下降。對于RAID 5和RAID 10，最多8個驅(qū)動器似乎是一個很好的經(jīng)驗法則。如果需要更多磁盤空間，可以使用其他磁盤創(chuàng)建另一個RAID組。

另一個經(jīng)驗法則是，嘗試將不同的工作負(fù)載數(shù)據(jù)類型保存在不同的RAID集上。您可以在任何地方使用RAID 10來獲得最佳性能，但是大多數(shù)預(yù)算規(guī)定將RAID 5用于數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)卷，而將RAID 1或RAID 10用于數(shù)據(jù)庫日志卷。數(shù)據(jù)庫卷可以是高度隨機(jī)的I/O，日志通常是順序的。

重建時間取決于您選擇的RAID類型。如果您使用的是基于軟件的RAID，那么組中的主軸數(shù)越多，意味著重建時間越長。如果您使用基于硬件的RAID，則重建時間通常由驅(qū)動器本身的大小決定，因為硬件通常在組內(nèi)和組外進(jìn)行節(jié)省。一個146 GB的驅(qū)動器比一個73 GB的驅(qū)動器需要更長的時間進(jìn)行重建。

RAID的現(xiàn)狀

許多專家說，市場對RAID技術(shù)的需求已經(jīng)減少。擦除編碼和固態(tài)硬盤提供了可靠(相對也更貴一些)的替代方案，而且隨著存儲容量的增加，RAID陣列錯誤的幾率也會增加。盡管如此，大型存儲供應(yīng)商仍然在其存儲陣列中支持RAID。

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