RAID1是什么？阵列入门指南与运作原理
RAID1是什么？阵列入门指南与运作原理
RAID1是一种常见的磁盘阵列技术，通过镜像方式提供数据冗余和容错能力。本文将详细介绍RAID1的工作原理、优缺点、应用场景以及具体配置方法，帮助读者全面了解这一重要的数据存储技术。
RAID1是什么？
RAID1是磁盘阵列的一种级别，其特点是将相同的数据同时写入两个硬盘中。在RAID1的工作机制中，每一笔数据都会即时复制到磁盘阵列上，形成完全相同的硬盘。这意味着，即使一个硬盘无法读取，仍然可以通过其他硬盘来读取数据。因此，RAID1是一种稳定的数据存储方式，特别适合需要容错能力的环境，例如中小企业共享磁盘区、工业机台系统等。
然而，RAID1也存在一些局限性。由于需要在两个硬盘上同步写入相同的数据，可用的硬盘存储空间仅相当于一个硬盘的容量。此外，同步读写特性可能对性能产生一定影响。尽管如此，RAID1仍然是一个可靠的资料储存方案，能够在其中一个硬盘故障时保障数据的可用性。
RAID1的工作原理
RAID1的工作原理是将相同的数据即时复制到每个硬盘上，实现数据的同步。每个硬盘上的数据都是完全相同的，形成数据镜像。RAID1的容量计算方式相对简单：例如，两个1TB的硬盘设置为RAID1，实际可用空间就是单个硬盘的容量，即1TB。即使两个硬盘都是相同的数据，系统只会识别两个硬盘中的最小容量，这就是RAID1的可用存储空间。
RAID1的容量计算方式
计算方式1：两个1TB的硬盘
辨识最小容量的硬盘：1TB
计算方式：1TB * 2 = 1TB
计算方式2：一个1TB和一个2TB的硬盘
辨识最小容量的硬盘：1TB
计算方式：1TB + 2TB = 1TB
RAID1示意图：两颗硬盘镜像读写资料
RAID1的优缺点
RAID1的主要优点是通过镜像方式提供数据冗余，降低硬盘故障导致数据无法读取的风险。以下是RAID1的具体优缺点：
优点
- 数据可靠性：RAID1的最大优点是每个硬盘的数据都会同步，即便一个硬盘发生故障，仍然可以从另一个硬盘中读取数据，保障数据的可靠性，这同时也是一种容错能力。
- 数据还原简单：RAID1的一个硬盘发生故障时，还原数据的过程很简单，因为硬盘有相同的镜像数据，可以更换新的硬盘并重新同步就可以解决。
- 适用小规模工作环境：因为RAID1是简单和具备容错的存储配置，适合中小企业和小规模的工作环境，RAID1不需要复杂的管理和设置，一般使用者就可以上手。
缺点
- 建置成本高：因为RAID1是镜像数据，所以会需要两倍的硬盘容量，因为每个硬盘都是相同数据的镜像，RAID1与其他RAID等级相比，RAID1的成本相对较高。
- 存储效率较低：RAID1每个硬盘需要同步写入相同的数据，并不是其他RAID等级进行分配，这会让RAID1的存储效率较低，无法充分发挥硬盘的空间。
- 容易疏忽数据备份：RAID1提供容错的机制，但不能忽略异地备份的重要性，因为两个硬盘都在同一个装置，虽然数据是镜像，无论是发生意外或硬盘同时坏掉，就会导致重要的数据损失。
RAID1的常见存储装置
RAID1的应用范围广泛，可以在一般电脑、磁盘阵列盒、网络存储装置（NAS）上使用，其中以NAS最为常见。
NAS的RAID1配置
NAS的2Bay机型通常拥有RAID1的建立功能，这提供数据的可靠性并可以利用网络来存取数据，NAS成为现今常见的存储装置。
品牌1：Synology NAS
特点：Synology的DSM界面，可以透过DSM中的RAID管理工具建立RAID1。
建议：使用相同容量和读写速率的硬盘，建立RAID1的磁盘阵列，Synology DSM提供硬盘监控的功能，可以随时追踪硬盘的状态。
品牌2：QNAP NAS
特点：QNAP的QTS提供RAID管理选项，可以透过QTS迅速建立RAID1，同时监控硬盘的健康状态。
建议：建议使用相同容量和读写速率的硬盘，确保兼容和发挥最佳的效能，并定期检查QNAP的系统日志，确保RAID1不会仅依靠一个硬盘。
2Bay的NAS可建立RAID1的磁盘阵列
Windows OS的RAID1配置
Windows OS的电脑可以建立RAID1，在主机中安装两个空白硬盘就可以建立并具备容错的机制，以下说明如何在电脑上安装两个相同容量的硬盘，并利用电脑的磁盘管理建立镜像磁盘区。
- 检查硬盘和设定
- 确认电脑主机安装两个相同容量的硬盘，因为是建立RAID1的基本需求，可以在BIOS或磁盘管理中检查RAID功能是否已启用。
- 建立RAID1
- 在电脑管理的选项中选择「磁盘管理」，在磁盘管理视窗中，可以看到这台电脑的硬盘和磁区，选择需要建立的硬盘→右键→选择「建立镜像」→在「建立镜像精灵」中，选择另一个硬盘作为镜像的目标，完成视窗中的其他设定，可以选择「快速初始化」以节省时间，完成设定后，系统开始建立RAID1，建立的时间取决于硬盘的容量和效能。
- 验证和管理
- RAID1建立完成时，可以在「磁盘管理」看到镜像磁盘区，右键开启选择「属性」，可以检查RAID1的状态，建议当其中一硬盘故障时，虽然RAID1可以允许一个硬盘故障，但请尽快更换硬盘，再利用系统执行重建，但定期备份数据仍然是保护数据的不二法门，因为RAID1无法防止误删除或数据遗失的情况。
RAID1的常见问题
RAID1是提供数据镜像的存储方式，网路上很常见的误解是：建立RAID1就不用备份数据，在实务上RAID1提供一定的容错保护，但不代表可以忽略异地备份的重要性，以下说明RAID1的常见问题。
RAID1需要备份数据吗？
RAID1的功用是提供数据镜像，但这不代表可以忽略备份数据，因为即使拥有RAID1的存储装置，还是有同时故障和数据遗失的风险，建议额外准备独立的存储装置进行备份，这是保全数据完整的最佳方式。
建议1：RAID1不是数据备份
RAID的其中一个硬盘故障时，虽然剩下硬盘仍然可以读取数据，但无法防止不小心删除、勒索病毒攻击...等其他情况，再者是RAID1建立的硬盘通常是同型号同时间购入，因为硬盘的数据镜像会同步读写，可能会产生差不多的磨损，增加两个硬盘同时故障的风险。
建议2：了解异地备援的重要
同一笔数据备份在不同的存储装置上，这可以预防意外或硬盘故障而造成的数据损失，虽然RAID1提供容错的机制，但同时两个硬盘故障的可能性依然存在，异地备援是保护数据的最后手段。
RAID1对性能的影响
RAID1的磁盘阵列对读取性能有一定的提升，因为数据同时在两个硬盘中，但对写入性能会受到一定影响，因为数据需要同时写入两个硬盘，造成写入的速度相对较慢。在使用RAID1的磁盘阵列时，可以评估需要追求性能还是数据的保护性，对于需要高度的数据保护性，例如：部门共用磁盘区、重要数据...等，使用RAID1可以提供较高的数据保护，但需要兼顾写入性能的工作环境，就需要考虑其他RAID的等级。
RAID1可以使用不同容量的硬盘吗？
RAID1以两个硬盘中较小容量的硬盘为基础，我们安装不同容量的硬盘并建立RAID1，只发挥较小容量的硬盘，因为需要确保两个硬盘的资料完全同步，建议完全发挥RAID1的效益，可以使用相同容量的硬盘，不会因为容量不同而浪费硬盘的空间，在选择硬盘时，可以选用相同厂牌、型号的硬盘，这样硬盘的性能保持一致，能够减少不同硬盘可能带来的性能问题。
RAID1和其他RAID等级的比较
RAID1 vs. RAID0
RAID1优势：当一个硬盘故障时，数据仍然可用。
RAID1限制：存储空间利用率较低，因为所有数据都需要镜像在不同的硬盘上。
RAID0优势：提供更大的存储空间，透过数据分割到多个硬盘上提高读写速度。
RAID0限制：一个硬盘故障将导致所有数据损失。
RAID1 vs. RAID5
RAID1优势：可以容忍一个硬盘的故障。
RAID1限制：存储空间利用率较低，需要成对的硬盘进行镜像。
RAID5优势：较高的存储空间利用率，可以容忍一个硬盘故障，不需要进行额外的硬盘镜像。
RAID5限制：故障硬盘重建的过程中，性能会降低。