RAID组建方案模版.docx

磁盘阵列 RAID 组建学问全解析什么是RAID？硬盘组建RAID 有什么用？本文就来具体说说磁盘阵列RAID 相关学问和组建方法RAID 是“Redundant Array of Independent Disk”的缩写，中文意思是独立冗余磁盘阵列冗余磁盘阵列技术诞生于1987年，由美国加州大学伯克利分校提出RAID 最初的研制目的是为了组合小的廉价磁盘来代替大的昂贵磁盘，以降低大批量数据存储的费用，同时也期望承受冗余信息的方式，使得磁盘失效时不会使对数据的访问受损失，从而开发出确定水平的数据保护技术，并且能适当的提升数据传输速度早期的 RAID 方案主要针对SCSI 硬盘系统，系统本钱比较昂贵1993年，HighPoint 公司推出了第一款IDE-RAID 把握芯片，能够利用相对廉价的IDE 硬盘来组建RAID 系统， 从而大大降低了RAID 的“门槛”从今，个人用户也开头关注这项技术，由于硬盘是现代个人计算机中进展最为“缓慢”和最缺少安全性的设备，而用户存储在其中的数据却常常远超计算机的本身价格在花费相对较少的状况下，RAID 技术可以使个人用户也享受到成倍的磁盘速度提升和更高的数据安全性。

目前，IDE/SATA 接口标准的硬盘都可以支持 RAID 技术，不过一般主板芯片组支持的主板只能支持SATA 硬盘组建RAID早期一般都是SCSI 卡供给SCSI RAID 的支持那么为何叫做冗余磁盘阵列呢？冗余的汉语意思即多余，重复而磁盘阵列说明不仅仅是一个磁盘，而是一组磁盘这时你应当明白了，它是利用重复的磁盘来处理数据， 使得数据的稳定性得到提高磁盘阵列 RAID 实现原理RAID 如何实现数据存储的高稳定性呢？我们不妨来看一下它的工作原理RAID 依据实现原理的不同分为不同的级别，不同的级别之间工作模式是有区分的整个的 RAID 构造是一些磁盘构造，通过对磁盘进展组合到达提高效率，削减错误的目的，不要由于这么多名词而被吓坏了，它们的原理实际上格外简洁问了便于说明，下面示意图中的每个圆饼代表一个磁盘，竖的叫块或磁盘阵列，横称之为带区简洁点说，RAID 的功能就是把多个硬盘组合成为一个规律磁区，因此，操作系统只会把它当作一个硬盘RAID 系统的类型有多种方式，如 RAID-0，RAID-1，RAID-2,RAID-3， RAID-4,RAID-5,RAID-6，RAID-10,RAID-53等。

下面我们分别来看看这些 RAID 类型的区分以及用途：RAID 0将多个磁盘合并成一个大的磁盘，不具有冗余，并行I/O，速度最快RAID 0亦称为带区集它是将多个磁盘并列起来，成为一个大磁盘在存放数据时，其将数据按磁盘的个数来进展分段，然后同时将这些数据写进这些盘中 所以，在全部的级别中， RAID 0的速度是最快的但是RAID 0没有冗余功能，假设一个磁盘〔物理〕损坏，则全部的数据都会丧失RAID 1两组以上的N 个磁盘相互作镜像，速度没有提高，但是允许N-1个磁盘损坏，牢靠性最高RAID 1就是镜像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由于有镜像硬盘做数据备份，所以RAID 1的数据安全性在全部的RAID 级别上来说是最好的但无论用多少磁盘做RAID 1，仅算其中一半磁盘的容量， 是全部RAID 上磁盘利用率最低的一个级别RAID 2这是 RAID 0的改进版，以汉明码〔en:Hamming Code〕的方式将数据进展编码后分割为独立的位元，并将数据分别写入硬盘中由于在数据中参与了错误修正码〔ECC， Error Correction Code〕，所以数据整体的容量会比原始数据大一些，RAID2最少要三台硬盘方能运作。

RAID 3承受 Bit－interleaving(数据穿插存储)技术,它需要通过编码再将数据位元分割后分别存在硬盘中，而将同位元检查后单独存在一个硬盘中，但由于数据内的位元分散在不同的硬盘上，因此就算要读取一小段数据资料都可能需要全部的硬盘进展工作，所以这种规格比较适于读取大量数据时使用RAID 4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，但每次的数据存取都必需从同位元检查的那个硬盘中取出对应的同位元数据进展核对，由于过于频繁的使用，所以对硬盘的损耗可能会提高 (Block interleaving)RAID 5RAID Level 5 是一种存储性能、数据安全和存储本钱兼顾的存储解决方案它使用的是 Disk Striping(硬盘分割)技术RAID 5 至少需要三颗硬盘， RAID 5不对存储的数据进展备份，而是把数据和相对应的奇偶校验信息存储到组成RAID5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RAID5的一个磁盘数据发生损坏后，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可以为系统供给数据安全保障，但保障程度要比Mirror 低而磁盘空间利用率要比Mirror 高RAID 5具有和RAID 0相近似的数据读取速度，只是多了一个奇偶校验信息，写入数据的速度比对单个磁盘进展写入操作稍慢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，存储本钱相对较低廉RAID 6同一阵列中容许两个硬盘同时失效(或是当一个失效后还来不及更换便有其次个失效)后.更换硬盘时再由另两个正常硬盘将备份的资料建立在的硬盘中.所以至少必需具备四或四个以上硬盘才能生效RAID 10、RAID 53和 RAID 0+1这种 RAIDxy 的类型实际上就是RAID x 与 RAID y 的组合方式比方说RAID 10就是RAID 1+0，即先组建两组RAID 1镜像，然后再将两组RAID 1镜像组建成为RAID 0；而RAID 53实际上就是RAID 5+3模式，很好理解需要留意到是，RAID 10并不等于RAID 0+1，实现的挨次不一样，功能也是不一样的JBOD严格的说，JBOD 并不属于RAID 的范畴，只是将多个磁盘空间合并成一个大的规律磁盘,不具有错误冗余机制。

资料的存放机制是由第一颗磁盘开头依序往后存放，即操作系统看到的是一个大磁盘(由很多小磁盘组成)但假设磁盘损毁，则该颗硬盘上的全部资料将无法救回假设第一颗硬盘损坏，通常无法作救援(因大局部档案系统将档案表存在磁盘前端，即第一颗)，失去档案表即失去一切资料JBOD 在组建过程中，一般用英文Spanned在实际的应用中，RAID2~4并不存在,由于RAID5已经涵盖了所需的功能因此RAID2~4目前只有在争论领域有实作,而在实际应用上则以RAID 0、1、0+1、5或 RAID6 为主但是对于我们一般用户来说，用的最多的也就是RAID 0、1、0+1和RAID 5，所以本文我们将重点对这几个RAID 类型进展讲解RAID 0——提高性能，无空间损失RAID 0是最根本的RAID 模式，它的功能是将两块/多块硬盘合并成一块规律磁盘比方两块500GB 的硬盘组建RAID 0，那么在系统中我们可以看到有一块1TB 的规律磁盘， 而并不能看到是两块物理硬盘RAID 0最大的优势就在于“便于分区治理”和“提高数据传输速度”：“便于分区治理” 很简洁理解，比方说两块500GB 的硬盘组建RAID0，你不用考虑分区的时候单独分区只能小于500GB，也就是说你可以分两个区，第一个区800GB，其次个区200GB〔硬盘实际容量有损失，在这里我们不做争论〕。

固然，RAID 0主要是为了提升数据传输速度而生的，它的原理是当系统下达指令后， 会同时从每块硬盘调用/写入数据这样就可以利用每块块硬盘传输通道所供给的带宽信任看到这里大家都明白了，组建RAID 0系统的时候，理论上硬盘数量越多，传输速度提升就越大但是在实际使用中受限于系统IO 总线和其他因素的一些影响，还是有一些衰减的，比方一个磁盘的效能是50MB/秒，两个磁盘的RAID 0效能约96MB/秒，三个磁盘的 RAID 0或许是130MB/秒而不是150MB/秒所以，两个磁盘的RAID 0最能明显感受到效能的提升实际上，我们组建RAID 系统的时候，并不愿定要两块/多块容量相等的硬盘，可以用一块大硬盘和一块相对容量较小的硬盘组建RAID 系统，很多 JS 都说需要两块一样大小的硬盘组建RAID 实际上并不正确但是当硬盘容量不一样时，会依据容量最小的硬盘来计算，并且速度上也会以最小硬盘为标准比方说一块5400RPM 的60G 硬盘与一块7200RPM 的80G 硬盘组建RAID 0系统，结果的总容量是60×2=120GB，而理论速度只会到达5400RPM 硬盘的两倍所以说，假设条件允许，我们还是建议使用两块同型号的硬盘组建 RAID 系统。

虽然 RAID 0可以供给更多的空间和更好的性能，但是整个系统是格外不行靠的，假设消灭故障，无法进展任何补救所以，RAID 0一般只是在那些对数据安全性要求不高的状况下才被人们使用一般来说，RAID 0在组建的时候，英文名为Striped对于数据的安全性要求较高的用户，都会选择 RAID 1阵列方式RAID 1的主要功能是让数据更加安全，它的实现原理是在往一块硬盘写入数据的时候，同时也向另一块硬盘写入数据，也就是镜像功能组建RAID 1阵列的时候需要2块以上的硬盘，并且数量只能是偶数如2块、4块、6块、8块等，由于需要用做备份，在数据的安全性方面是最好的，但是只能利用到磁盘总容量的一半举例来说，使用两块80GB 的 SATA 硬盘组建RAID 1系统，在操作系统下显示的总容量照旧是80GB，由于另外的80GB 硬盘用做备份了假设这两块硬盘中的一块物理损坏， 照旧可以从其次块备份硬盘中恢复回来同理，假设使用6块硬盘组建 RAID 1系统，其中有3块用于存放数据，另外三块用于备份数据固然，RAID 1照旧可以支持两块容量不一样的磁盘组建阵列，和RAID 0一样，都是依据容量较小的那一块做标准。

比方使用一块100GB 和120GB 的硬盘组建RAID 1，最终得到的总容量是100GB由于 RAID 1主要的功能是对数据进展镜像，所以在写入数据时磁盘的数据传输性能是没有提升的但是在读取数据的时候，照旧会有提升，由于它可以同时从两个硬盘里读取数据，也就是说有两个供给源供给数据RAID 1在我们一般用户中的使用率相对较小，由于一般的用户都舍不得损失一半的硬盘容量RAID 1在组建过程中，一般用英文“Mirror”来代替说到这里，想必大家已经明白了RAID 10与 RAID 0+1是什么意思了，不过目前主板集成的南桥芯片一般都只能支持RAID 0+1，也就是Striped Mirror 阵列方式RAID 5——性价比解决方案RAID 0可以大幅度的提高性能，RAID 1可以保证数据的安全性那么假设既想提高性能，又能保证安全性，最廉价的解决方案是什么呢？那就是RAID 5！RAID 5使用至少三块硬盘来实现阵列，它既能实现RAID 0的加速功能也能够实现RAID 1的备份数据功能，在阵列当中有三块硬盘的时候，它将会把所需要存储的数据依据用户定义的分割大小分割成文件碎片存储到两块硬盘当中，此时，阵列当中的第三块硬盘不接收文件碎片，它接收到的是用来校验存储在另外两块硬盘当中数据的一局部数据，这局部校验数据是通。