磁盘阵列RAID介绍
磁盘阵列RAID介绍
磁盘阵列（RAID，Redundant Array of Independent Disks）是一种利用虚拟化存储技术将多个硬盘组合成一个或多个硬盘阵列组的技术。其主要目的是提升存储性能或数据冗余，或是两者同时提升。操作系统通常将RAID阵列识别为一个逻辑硬盘。RAID常被应用于服务器环境中，通常使用完全相同的硬盘进行组合。
在运作中，根据不同的RAID层级，数据会以多种模式分散于各个硬盘。RAID层级的命名通常以"RAID"开头并带数字，例如：RAID 0、RAID 1、RAID 5、RAID 6等。每种等级都有其理论上的优缺点，主要在数据可靠性和存储器读写效能之间取得平衡。
标准RAID
RAID 0
又称为带区卷。它将两个以上的磁盘并联起来，成为一个大容量的磁盘。在存放数据时，分段后分散存储在这些磁盘中，因为读写时都可以并行处理，所以在所有的级别中，RAID 0的速度是最快的。但是RAID 0既没有冗余功能，也不具备容错能力，如果一个磁盘（物理）损坏，所有数据都会丢失，危险程度与JBOD相当。
RAID 1
两组以上的N个磁盘相互作镜像，在一些多线程操作系统中能有很好的读取速度，理论上读取速度等于硬盘数量的倍数，与RAID 0相同。另外写入速度有微小的降低。只要一个磁盘正常即可维持运作，可靠性最高。其原理为在主硬盘上存放数据的同时也在镜像硬盘上写一样的数据。当主硬盘（物理）损坏时，镜像硬盘则代替主硬盘的工作。因为有镜像硬盘做数据备份，所以RAID 1的数据安全性在所有的RAID级别上来说是最好的。但无论用多少磁盘做RAID 1，仅算一个磁盘的容量，是所有RAID中磁盘利用率最低的一个级别。如果用两个不同大小的磁盘建RAID 1，可用空间为较小的那个磁盘，较大的磁盘多出来的空间也可以分割成一个区来使用，不会造成浪费。RAID 1没有校验机制。用两个磁盘组成RAID 1阵列，如果两个硬盘上的数据出现差异，RAID 1会不知道该相信哪一个硬盘，这种情形称作大脑分裂。
RAID 2
这是RAID 0的改良版，以汉明码（Hamming Code）的方式将数据进行编码后分割为独立的比特，并将数据分别写入硬盘中。因为在数据中加入错误修正码（ECC，Error Correction Code），所以数据整体的容量会比原始数据大一些。RAID 2最少要三台磁盘驱动器方能运作。
RAID 3
采用Bit-interleaving（数据交错存储）技术，它需要通过编码再将数据比特分割后分别存在硬盘中，而将相同比特检查后单独存在一个硬盘中，但由于数据内的比特分散在不同的硬盘上，因此就算要读取一小段数据都可能需要所有的硬盘进行工作，所以这种规格比较适于读取大量数据时使用。
RAID 4
采用块交织技术（Block interleaving）。它与RAID 3不同的是它在分割时是以区块为单位分别存在硬盘中，但每次的数据访问都必须从同比特检查的那个硬盘中取出对应的同比特数据进行核对，由于过于频繁的使用，所以对硬盘的损耗可能会提高。
RAID 5
是一种存储性能、数据安全和存储成本兼顾的存储解决方案。它使用的是Disk Striping（硬盘分割）技术。RAID 5使用"奇偶校验位"。与RAID 4一样，有效大小是N-1个磁盘的大小。RAID 5不是对存储的数据进行备份，而是把数据和相对应的奇偶校验信息存储到组成RAID 5的各个磁盘上，并且奇偶校验信息和相对应的数据分别存储于不同的磁盘上。当RAID 5的一个磁盘数据发生损坏后，可以利用剩下的数据和相应的奇偶校验信息去恢复被损坏的数据。RAID 5可以理解为是RAID 0和RAID 1的折衷方案。RAID 5可以为系统提供数据安全保障，但保障程度要比镜像低而磁盘空间利用率要比镜像高。RAID 5具有和RAID 0相近似的数据读取速度，只是因为多了一个奇偶校验信息，写入数据的速度相对单独写入一块硬盘的速度略慢，若使用"回写缓存"可以让性能改善不少。同时由于多个数据对应一个奇偶校验信息，RAID 5的磁盘空间利用率要比RAID 1高，存储成本相对较便宜。
RAID 6
与RAID 5相比，RAID 6增加第二个独立的奇偶校验信息块。两个独立的奇偶系统使用不同的算法，数据的可靠性非常高，任意两块磁盘同时失效时不会影响数据完整性。RAID 6需要分配给奇偶校验信息更大的磁盘空间和额外的校验计算，相对于RAID 5有更大的IO操作量和计算量，其"写性能"强烈取决于具体的实现方案，因此RAID 6通常不会通过软件方式来实现，而更可能通过硬件方式实现。同一数组中最多容许两个磁盘损坏。更换新磁盘后，数据将会重新算出并写入新的磁盘中。依照设计理论，RAID 6必须具备四个以上的磁盘才能生效。
混合RAID
JBOD
Just a Bunch Of Disks，在分类上，JBOD并不是RAID的等级。没有规范。数据的存放机制是由第一颗硬盘开始依序往后存放，即操作系统看到的是一个大硬盘（由许多小硬盘组成的）。但如果硬盘损毁，则该颗硬盘上的所有数据将无法救回。它的好处是不会像RAID 0，每次访问都要读写全部硬盘。
RAID 7
并非公开的RAID标准，而是Storage Computer Corporation的专利硬件产品名称，RAID 7是以RAID 3及RAID 4为基础所发展，但是经过强化以解决原来的一些限制。
RAID 10/01
RAID 10是先做镜像卷RAID 1将所有硬盘分为两组，再做RAID 0执行条带化操作分割数据，视为以RAID 1作为最低组合，然后将每组RAID 1视为一个"硬盘"组合为RAID 0运作。RAID 01则是跟RAID 10的程序相反，是先将数据分割。再做镜像卷RAID 1它将所有的硬盘分为两组，每组各自构成为RAID 0作为最低组合，而将两组硬盘组合为RAID 1运作。当RAID 10有一个硬盘受损，其余硬盘会继续运作。RAID 01只要有一个硬盘受损，同组RAID 0的所有硬盘都会停止运作，只剩下其他组的硬盘运作，可靠性较低。
RAID 50
RAID 5与RAID 0的组合，先作RAID 5，再作RAID 0，也就是对多组RAID 5彼此构成Stripe访问。由于RAID 50是以RAID 5为基础，而RAID 5至少需要3颗硬盘，因此要以多组RAID 5构成RAID 50，至少需要6颗硬盘。RAID 50在底层的任一组或多组RAID 5中出现1颗硬盘损坏时，仍能维持运作，不过如果任一组RAID 5中出现2颗或2颗以上硬盘损毁，整组RAID 50就会失效。
RAID 60
RAID 6与RAID 0的组合，先作RAID 6，再作RAID 0。换句话说，就是对两组以上的RAID 6作Stripe访问。RAID 6至少需具备4颗硬盘，所以RAID 60的最小需求是8颗硬盘。由于底层是以RAID 6组成，所以RAID 60可以容许任一组RAID 6中损毁最多2颗硬盘，而系统仍能维持运作；不过只要底层任一组RAID 6中损毁3颗硬盘，整组RAID 60就会失效，当然这种情况的概率相当低。
RAID2、3、4较少实际应用，因为RAID0、RAID1、RAID5、RAID6和混合RAID已经涵盖所需的功能，因此RAID2、3、4大多只在研究领域有实现，而实际应用上则以RAID0、RAID1、RAID5、RAID6和混合RAID为主。
注：以上内容主要来自于维基百科
