磁盘阵列(raid分类介绍)

磁盘阵列
RAID 概念
磁盘阵列（Redundant Arrays of Independent Disks，RAID），有“独立磁盘构成的具有冗余能力的阵列”之意。

磁盘阵列是由很多价格较便宜的磁盘，组合成一个容量巨大的磁盘组，利用个别磁盘提供数据所产生加成效果提升整个磁盘系统效能。

利用这项技术，将数据切割成许多区段，分别存放在各个硬盘上。

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磁盘阵列还能利用同位检查（Parity Check）的观念，在数组中任意一个硬盘故障时，仍可读出数据，在数据重构时，将数据经计算后重新置入新硬盘中。

RAID级别
1、RAID 0 最少磁盘数量：2
Striped Disk Array without Fault Tolerance(没有容错设计的条带磁盘阵列）
原理：RAID 0是最早出现的RAID模式，即Data Stripping数据分条技术。

RAID 0是组建磁盘阵列中最简单的一种形式，只需要2块以上的硬盘即可，成本低，可以提高整个磁盘的性能和吞吐量。

优点：极高的磁盘读写效率，没有效验所占的CPU资源，实现的成本低。

缺点：如果出现故障，无法进行任何补救。

没有冗余或错误修复能力，如果一个磁盘（物理）损坏，则所有的数据都无法使用。

用途：RAID 0一般只是在那些对数据安全性要求不高的情况下才被人们使用。

2、RAID 1 最少磁盘数量：2
Mirroring and Duplexing （相互镜像）
原理：RAID 1称为磁盘镜像，原理是把一个磁盘的数据镜像到另一个磁盘上，也就是说数据在写入一块磁盘的同时，会在另一块闲置的磁盘上生成镜像文件，在不影响性能情况下最大限度的保证系统的可靠性和可修复性上。

优点：理论上两倍的读取效率，系统中任何一对镜像盘中至少有一块磁盘可以使用，甚至可以在一半数量的硬盘出现问题时系统都可以正常运行,当一块硬盘失效时，系统会忽略该硬盘，转而使用剩余的镜像盘读写数据，具备很好的磁盘冗余能力。

缺点：对数据的写入性能下降，磁盘的利用率最高只能达到50%(使用两块盘的情况下)，是所有RAID级别中最低的。

用途：RAID 1多用在保存关键性的重要数据的场合。

3、RAID 0+1 最少磁盘数量：4 且必须为偶数( 两个RAID0 组成RAID1)
原理：从RAID 0+1名称上我们便可以看出是RAID0与RAID1的结合体。

在我们单独使用RAID 1也会出现类似单独使用RAID 0那样的问题，所以我们用两个RAID0 组成RAID1，兼顾了RAID0和RAID1的优点。

优点：对数据的读写都有提升，并且对数据具有冗余能力,RAID0+1允许坏多个盘，但只能在坏在同一个RAID0中，不允许两个RAID0都有坏盘。

缺点：损坏一个盘时，全部的盘都会被牵制，空间利用率低仅有1/2。

4、RAID 1+0 最少磁盘数量：4 且必须为偶数( 两个RAID1 组成RAID 0)
原理：从RAID 1+0名称上我们便可以看出是RAID0与RAID1的结合体。

在我们单独使用RAID 1也会出现类似单独使用RAID 0那样的问题，所以我们用两个RAID1 组成RAID0，兼顾了RAID0和RAID1的优点。

优点：对数据的读写性能都有很大的提升，RAID1+0允许坏多个盘，但是一定不能是一组磁盘中的。

缺点：空间利用率低仅有1/2，扩展性有限。

5、RAID 1+0 和RAID 0+1 的区别。

在RAID 0+1技术中，当一块物理磁盘出现故障将导致整个虚拟磁盘损失，因此相当于四块物理磁盘的有效故障。

如果其它四块物理磁盘有一块丢失，数据将发生丢失。

虽然从原理上可以从剩余磁盘数据中重建，但目前市场上的RAID控制器都不能做到数据完全恢复。

而在RAID 10的情况下，当一块独立的物理磁盘故障后（如图四），由于有一块对应镜像磁盘保护数据（除非对应的特定镜像硬盘也同时发生故障），因此不会对性能带来影响，从而显著高于RAID 0+1的容错性。

此外，磁盘故障后的恢复成本RAID 10技术也远低于RAID 0+1。

在RAID 10技术中只需要重建一块物理磁盘，而RAID 0+1技术必须重建由四块物理磁盘组成的虚拟磁盘，从这点也能够体现出RAID 10相对RAID 0+1的优势。

6、RAID 5 最少硬盘数量：3 分布式奇偶校验的独立磁盘结构
原理：RAID5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，其中任意N-1块磁盘上都存储完整的数据。

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。

优点：读取速度快，安全性好。

缺点：容量为最小硬盘容量×(n-1)，会损失一块硬盘的空间。

7、RAID 50 最少硬盘数量：6
原理：RAID50是RAID5与RAID0的结合。

此配置在RAID5的子磁盘组的每个磁盘上进行包括奇偶信息在内的数据的剥离。

每个RAID5子磁盘组要求三个硬盘。

RAID50具备更高的容错能力，因为它允许某个组内有一个磁盘出现故障，而不会造成数据丢失。

而且因为奇偶位分部于RAID5子磁盘组上，故重建速度有很大提高。

优点：更高的容错能力，具备更快数据读取速率的潜力。

缺点：磁盘故障会影响吞吐量。

故障后重建信息的时间比镜像配置情况下要长。

最少硬盘数量：6 （要求磁盘数量为偶数）
最大容量：[（磁盘数量/2）-1] x磁盘容量
优点：你想要让你的数据获得真正的安全，完全不必担忧磁盘故障吗？可以试试RAID 15 或者RAID 51。

它们都提供了超强的容错能力。

即使大量磁盘损坏的情况下仍然不会丢失数据。

但是容错能力取决于出现故障的是哪一块磁盘。

如果你在每个镜像组中损失一块硬盘，系统仍然可以正常运转。

但是如果有四块硬盘损坏了，而它们恰好是两个镜像组中的四块硬盘，你就会丢失整个RAID 5阵列中的数据。

缺点：在这种情况下，强大的容错能力是以降低磁盘存储空间效能为代价的。

如果你的阵列是由6块硬盘组成的最小的RAID 15阵列，整个阵列存储容量的66%都会被用于管理，这就意味着你只能使用34%的存储容量。

随着阵列中磁盘数量的增加，效能比例也会有所增加，但是永远都不会达到50%。

这是由阵列的结构决定的，也是因为RAID硬件本身要耗占部分资源，这种模式造价昂贵，而且非常复杂，难以实施。

图：RAID 1+5在多块硬盘出现故障的时候仍然能够工作
最少硬盘数量：6 （要求磁盘数量为偶数）
最大容量：[（磁盘数量/2）-1] x磁盘容量
优点：提供了非常强大的容错能力。

整个阵列甚至可以在损失了好几块硬盘的情况下仍然正常工作，当然，这也取决于损坏的是哪些硬盘。

在由6块硬盘组成的最小阵列中，你最多可以损失4块硬盘（一个RAID 5阵列中的全部磁盘和第二个RAID 5阵列中的一块磁盘），还能够保持系统正常运转。

缺点：超强的容错能力是以大量的管理空间和昂贵的支持为代价的。

图：RAID 5+1被管理占据了大量的空间
10、分类比较。