什么是Raid？

什么是raid？

Raid（以前全称Redundant Arrays of Inexpensive Disks，现在的全称是RedundantArrays of Independent Disks），以前叫容错式廉价磁盘阵列，现在又叫容错式独立磁盘阵列。Raid是指多个磁盘通过软件或者硬件技术整合成为一个较大的磁盘。这种磁盘相对于普通单个磁盘来说，往往可以提高磁盘读写性能并起到数据保护的功能。磁盘阵列根据组合方式的不同，会有不同的等级（level）。常见的磁盘阵列等级有：raid0，raid1，raid4，raid5，raid6，raid10，raid01。各等级介绍如下：

Raid0（等量模式）：

这种模式的raid通常会至少由两个磁盘组合而成，两小磁盘会被先切出等量的区块（举例来说，4KB）。当一个档案要写进该磁盘时，档案会依据区块大小切割好后，再依序交错逐一存放到两个磁盘里面去。因此，整个档案最终会被等量存放到两个磁盘上。读取时也会同时通过两个磁盘来读取，速度较普通单个磁盘要快许多。这种模式的磁盘，最好使用相同型号与容量的磁盘来组成，磁盘利用率效果最佳。但是这种磁盘有一种缺点，即当其中一个磁盘或者某个区块坏了，则整个档案资料就损毁了。

Raid1（映像模式）：

这种模式的raid也通常会至少由两个磁盘组合而成。这种模式的磁盘，主要是让同一份数据，完整地保存在两颗磁盘上，从而起到备份的作用。由于两颗硬盘内容一模一样，好像镜子照出来的一样，所以也称mirror。这种模式的磁盘，在写数据时并不能提高其性能，但在读数据时与raid0相同，会同时通过两个磁盘来读取，从而提高读性能。

Raid4：

这种模式的磁盘至少需要由三块磁盘组成。其读写机制与raid0一样，都是将档案依据区块大小切割好后，再依序交错逐一存放到两个磁盘里边去，同时在第三个磁盘上存储档案内容相关的校验码。这种模式的磁盘在读性能上与raid0一致，不过在写性能上由于在存入时需要计算校验码所以会比raid0差一些。当raid4前面两个磁盘任何一个磁盘损毁时，都可以根据第三个磁盘来恢复数据，所以其容错性能也比较好。不过当第三个磁盘损坏时，整个raid的容错性能立刻降为0，接下来只要其中一个磁盘损坏，整个档案数据就损坏了。

Raid5：

为了解决raid4第三个磁盘太过重要的问题，就出现了raid5。Raid5同样需要至少三个磁盘组成。存储机制与raid4类似，唯一不同的是校验码并不全部存放在第三个磁盘上，而是依次存放在三个磁盘上。因此当其中任何一个磁盘损坏时，在读取时这个raid均可以通过恢复数据来读取。

Raid6：

Raid6整个的工作机制与raid5一致，只是其组成至少有四块磁盘，每次存储都会将其中两个区块用来存储校验码。所以raid6允许两个磁盘损坏。

Raid10和raid01

Raid10和raid01都是结合了raid1和raid0各自的优势来进行工作的，这两种模式都至少由四个磁盘组成。Raid10是先让每两颗磁盘组合成raid1，再让四颗磁盘组合成raid0；raid01是先让每两颗磁盘组合成raid0，再让四颗磁盘组合成raid1。如下图所示，

如果下列磁盘阵列是raid10时，当数据写入时，数据会依次逐一交错存入AB边和CD边，同时在AB和CD中各自进行备份。如果下列磁盘阵列是raid01时，当数据写入时，数据会先进行镜像，然后将源数据和镜像数据分别进行切割一次逐一存入AB和CD。

热备磁盘

在了解完各等级raid后，这里有必要介绍一下热备磁盘。热备磁盘是指在任意一种磁盘阵列等级中加入一个空闲磁盘，当raid中所有磁盘中任意一个磁盘损坏时，空闲磁盘会自动替换损坏磁盘，恢复原有数据后重新进行数据存储。这就是热备磁盘的作用。

同时需要注意的是，以上各种raid的数据备份作用其实是指数据保护作用，只对设备损坏时起作用。当我们对磁盘中的数据进行删除时，raid中备份的数据也同样会被删除。因此其并不能代替我们平时所说的数据备份。

 

以下为各磁盘等级的读写性能和磁盘使用效率归纳：

Level

读性能

写性能

磁盘使用率

Raid0

提高

提高

100%

Raid1

提高

-

50%

Raid4

提高

提高

（N-1）/N

Raid5

提高

提高

（N-1）/N

Raid6

提高

提高

（N-2）/N

Raid10

提高

提高

50%

Raid01

提高

提高

50%