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圖解RAID 0, RAID 1, RAID 5, RAID 10

日期：2017/3/6 9:28:29 编辑：學習Linux

圖解RAID 0, RAID 1, RAID 5, RAID 10

RAID(Redundant Array of Independent Disk 獨立冗余磁盤陣列)技術是加州大學伯克利分校1987年提出，最初是為了組合小的廉價磁盤來代替大的昂貴磁盤，同時希望磁盤失效時不會使對數據的訪問受損失而開發出一定水平的數據保護技術。RAID就是一種由多塊廉價磁盤構成的冗余陣列，在操作系統下是作為一個獨立的大型存儲設備出現。RAID可以充分發揮出多塊硬盤的優勢，可以提升硬盤速度，增大容量，提供容錯功能夠確保數據安全性，易於管理的優點，在任何一塊硬盤出現問題的情況下都可以繼續工作，不會受到損壞硬盤的影響。

RAID 為 Redundant Array of Indepent Disks (獨立磁盤冗余陣列) 的縮寫，最常用的四種RAID為 RAID 0、RAID 1、RAID 5、RAID 10，下面以圖解的方式解釋這四種RAID的特點和區別。

在後面的圖示中，用到以下標識：

A,B,C,D,E和F - 表示數據塊
p1,p2,p3 - 表示奇偶校驗信息塊

RAID 0

RAID 0的特點：

最少需要兩塊磁盤
數據條帶式分布
沒有冗余，性能最佳(不存儲鏡像、校驗信息)
不能應用於對數據安全性要求高的場合

RAID 1

以下為RAID 1的特點：

最少需要2塊磁盤
提供數據塊冗余
性能好

RAID 5

RAID 5特點：

最少3塊磁盤
數據條帶形式分布
以奇偶校驗作冗余
適合多讀少寫的情景，是性能與數據冗余最佳的折中方案

RAID 10

RAID 10(又叫RAID 1+0)特點：

最少需要4塊磁盤
先按RAID 0分成兩組，再分別對兩組按RAID 1方式鏡像
兼顧冗余(提供鏡像存儲)和性能(數據條帶形分布)
在實際應用中較為常用

RAID 0即Data Stripping（數據分條技術）。整個邏輯盤的數據是被分條（stripped）分布在多個物理磁盤上，可以並行讀/寫，提供最快的速度，但沒有冗余能力。要求至少兩個磁盤。我們通過RAID 0可以獲得更大的單個邏輯盤的容量，且通過對多個磁盤的同時讀取獲得更高的存取速度。RAID 0首先考慮的是磁盤的速度和容量，忽略了安全，只要其中一個磁盤出了問題，那麼整個陣列的數據都會不保了。

問：RAID0至少幾塊盤？
答：RAID0最少要兩塊硬盤才能實現。

RAID 1
RAID 1，又稱鏡像方式，也就是數據的冗余。在整個鏡像過程中，只有一半的磁盤容量是有效的（另一半磁盤容量用來存放同樣的數據）。同RAID 0相比，RAID 1首先考慮的是安全性，容量減半、速度不變。

問：RAID1至少幾塊盤？
答：RAID1最少要兩塊硬盤才能實現。

RAID 0+1(RAID 10)
為了達到既高速又安全，出現了RAID 10（或者叫RAID 0+1），可以把RAID 10簡單地理解成由多個磁盤組成的RAID 0陣列再進行鏡像。

問：RAID0+1至少幾塊硬盤才能實現？
答：RAID0+1至少需要4塊盤。

RAID 3和RAID 5
RAID 3和RAID 5都是校驗方式。RAID 3的工作方式是用一塊磁盤存放校驗數據。由於任何數據的改變都要修改相應的數據校驗信息，存放數據的磁盤有好幾個且並行工作，而存放校驗數據的磁盤只有一個，這就帶來了校驗數據存放時的瓶頸。RAID 5的工作方式是將各個磁盤生成的數據校驗切成塊，分別存放到組成陣列的各個磁盤中去，這樣就緩解了校驗數據存放時所產生的瓶頸問題，但是分割數據及控制存放都要付出速度上的代價。

問：RAID5需要幾塊硬盤?為什麼損失一個盤的容量?
答：至少3塊。
RAID5把數據和相對應的奇偶校驗信息存儲到組成RAID5的各個磁盤上，並且奇偶校驗信息和相對應的數據分別存儲於不同的磁盤上，其中任意N-1塊磁盤上都存儲完整的數據，也就是說有相當於一塊磁盤容量的空間用於存儲奇偶校驗信息。因此當RAID5的一個磁盤發生損壞後，不會影響數據的完整性，從而保證了數據安全。當損壞的磁盤被替換後，RAID還會自動利用剩下奇偶校驗信息去重建此磁盤上的數據，來保持RAID5的高可靠性。