獨立磁盤冗餘陣列（RAID，redundant array of independent diΩλsks）是(shì)把相(xiàng)同的(de)數(sh$ "ù)據存儲在多(duō)個(gè)硬盤的(de)不(bù)同地(dì)方的α↕(de)方法。
RAID技(jì)術(shù)主要(yào)×"•γ包含RAID 0～RAID 50等數(shù)個(gè)規範，常見(ji>↓™"àn)的(de)規範有(yǒu)RAID 0、RAID 1、RAID 3®π×、RAID 5、RAID 6、RAID 10和(hé)RAID 50等。
RAID 0又(yòu)稱為(wèi)條帶化(huà)（Stripe）₽¶或分(fēn)條（Striping），它代表了(le)所有(yǒ•£↓δu)RAID級别中最高(gāo)的(de)存儲性$≥能(néng)。RAID 0提高(gāo)存儲性能(n陀σ÷ng)的(de)原理(lǐ)是(shì)把連續的•>γδ(de)數(shù)據分(fēn)散到(dào)多(duō)個(π×gè)硬盤上(shàng)存取。這(zhè)樣，系統有(yǒu)數(shù)據ε✔請(qǐng)求就(jiù)可(kě)以被多(duō)個(gè)≠≠®硬盤并行(xíng)的(de)執行(xíng)，每個(gè)硬盤執→¥←行(xíng)屬于它自(zì)己的(de)那(nà)部≤®↓分(fēn)數(shù)據請(qǐng)求。這(zhè)↔ε種數(shù)據上(shàng)的(de)并行₹₽(xíng)操作(zuò)可(kě)以充分(fēn)利用(yòng)總線的α∞(de)帶寬，顯著提高(gāo)硬盤整體(tǐ)讀(d >ú)寫性能(néng)。
如(rú)圖1-1所示，系統向三塊硬盤組成的(de)邏輯硬盤（RΩαπAID 0硬盤組）發出的(de)I/O數(shù)據請(qǐnσ×g)求被轉化(huà)為(wèi)同時(shí)對(d®₹uì)三塊硬盤進行(xíng)I/O操作(zλβ£♦uò)。通(tōng)過建立RAID 0，原先順序的(de)數(sh '←ù)據請(qǐng)求被分(fēn)散到(dào)所有(yǒu)的(d' >₹e)三塊硬盤中同時(shí)執行(xíng)。三塊硬✔€盤的(de)并行(xíng)操作(zuò)在理(lǐ)論上π∞✔ (shàng)使同一(yī)時(shí)間(jiān)內(nèi)硬盤讀(dú♠")寫速度提升了(le)3倍。雖然由于總線帶寬等多(duō)種因素的(d$₽e)影(yǐng)響，實際的(de)提升速率會(huì)低(d≤↔∑ī)于理(lǐ)論值，但(dàn)是(shì)大(dà)量數(shù)據并行♣∑(xíng)傳輸與串行(xíng)傳輸比較，提速σ≠♥λ效果顯著。
RAID 1又(yòu)稱為(wèi)εβ鏡像（Mirror或Mirroring），它能(nσ∞éng)最大(dà)限度的(de)保證用(yòng)戶數(shù↓≥Ω)據的(de)可(kě)用(yòng)性和(hé)可(kě)修複性☆®≈。RAID 1的(de)操作(zuò)方式是(s→>γhì)把用(yòng)戶寫入硬盤的(de✔<δ)數(shù)據百分(fēn)之百地(dì)自(zì)動複制(zhì)到(dàγ∞o)另外(wài)一(yī)個(gè)硬盤上(shàng)。 λ
如(rú)圖1-2所示，系統向兩塊硬盤組成的(de)邏輯硬盤（RAID 1硬盤組£•σ）發出I/O數(shù)據請(qǐng)求。通(tō ₹ng)過建立RAID 1，向硬盤Disk 0寫入數(shù♠•)據時(shí)，系統會(huì)同時(shí)把用(yòng)戶寫入≥±>Disk 0的(de)數(shù)據自(zì)動複制(zhì)到(d±♦"∑ào)Disk 1上(shàng)。讀(dú)取數(s©<≤÷hù)據時(shí)，系統先從(cóng)源盤Disk 0讀(dú)¶φ↔§取數(shù)據，如(rú)果讀(dú)取數(sh☆↕ ↔ù)據成功，則系統不(bù)去(qù)讀(dú)取鏡像盤Disk↓€ 1上(shàng)的(de)數(shù)據；如(rú)果讀(©πδδdú)取源盤數(shù)據失敗，系統自(zì)動轉而讀(dú ∑)取鏡像盤上(shàng)的(de)數(shù)據。這π✘ (zhè)種情況下(xià)不(bù)會(huì)造成用(yòngδ→ε¥)戶工(gōng)作(zuò)任務的(de)∑中斷。
RAID 5是(shì)一(yī)種存儲性能(☆>£¥néng)、數(shù)據安全和(hé)存儲成本兼顧的(de)存儲解決方案。β♥ &為(wèi)保障存儲數(shù)據的(de)可(kě)靠性，采用λ×(yòng)循環冗餘校(xiào)驗方式，÷<并将校(xiào)驗數(shù)據分(fēn)散存儲在RAID組的(de)各成≤<∞ 員(yuán)盤上(shàng)。當RAID組的(de)某個(g≤•↑÷è)成員(yuán)盤出現(xiàn)故障時(shí)，通(t ∑✔ōng)過其他(tā)成員(yuán)盤上(shàng)的(de)數(✔♥shù)據可(kě)以重新構建故障硬盤上(sh±εγ<àng)的(de)數(shù)據。
如(rú)圖1-3所示，P0為(wèi)D0、D1和(hé)≥λ→D2的(de)奇偶校(xiào)驗信息，P1為(w≠§β®èi)D3、D4和(hé)D5的(de)奇偶校€β₽(xiào)驗信息，以此類推。RAID 5不 ∏≠(bù)對(duì)存儲的(de)數(shù)據進行(xíng♦∞β←)備份，而是(shì)把數(shù)據和(hé)相(xiàng)對(d←$↕uì)應的(de)奇偶校(xiào)驗信息存儲到(dào)組成RA★"↔ID 5的(de)成員(yuán)盤上(shàng)，并且奇偶♦校(xiào)驗信息和(hé)相(xiàng)對(du λì)應的(de)數(shù)據分(fēn)别存儲于不(bù)同的α¥←(de)硬盤上(shàng)。當RAID 5 的(de)一(yī)個(gè)硬盤數(shù)據發生(shēngσλ'∑)損壞後，利用(yòng)剩下(xià)的(de)↔®π≤數(shù)據和(hé)相(xiàng)應的(de)奇偶校(xiào)驗信σ£÷$息可(kě)以恢複被損壞的(de)數(shù)據。
RAID 10是(shì)将鏡像和(hé)×✔÷<條帶進行(xíng)兩級組合的(de)RAID級别，即R♠♠ AID 0＋RAID 1的(de)組合形式，第一(yī)級是(shì)RAαβ∏ID 1，第二級是(shì)RAID 0。RAID 10是(shì)₹存儲性能(néng)和(hé)數(shù)據安全兼顧的(de)方案。✔♥§σ它在提供與RAID 1一(yī)樣的(de)數(sh ≤≥ù)據安全保障的(de)同時(shí)，也(yě)提供了(le$₹)與RAID 0近(jìn)似的(de)存儲性能↑ε©×(néng)。
如(rú)圖1-4所示，Disk 0和(hé)Disk 1組成一(yī)個(gè Ω×₹)子(zǐ)組0，Disk 2和(hé)Disk 3組♣•成一(yī)個(gè)子(zǐ)組1，子(zǐ)組內(nèi)÷γ的(de)硬盤互為(wèi)鏡像。系統向硬盤發出I/O數(shùγ ₽₩)據請(qǐng)求時(shí)，原先順序的(de)數(shù)據請(qǐn¥₩g)求按照(zhào)RAID 0的(de)方式，被☆₽分(fēn)散到(dào)兩個(gè)子(zǐ)組中并行(xínφg)執行(xíng)，同時(shí)通(tōng)過RAID 1的(de)方式∑<©σ，系統在向硬盤Disk 0寫入數(shù)據的(de)同時(shí)§§把數(shù)據自(zì)動複制(zhì)到(dào)硬盤Disγ£ε"k 1上(shàng)，向硬盤Disk 2寫入數(shù)據的(de)同時(s¥ hí)把數(shù)據自(zì)動複制(zhì)到(dà ÷o)硬盤Disk 3上(shàng)。
在進行(xíng)RAID級别選擇時(shí♥∞✔₽)，需考慮到(dào)以下(xià)三點：
不(bù)同RAID級别的(de)可(kě)靠性、讀∑ (dú)寫性能(néng)和(hé)硬盤利用(yò↕•←ng)率不(bù)同。各RAID級别的(de)對(duì)比分(fēn)♦€析如(rú)表1-1所示。
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RAID級别 |
冗餘及數(shù)據恢複能(₽∏néng)力 |
讀(dú)性能(néng) |
寫性能(néng) |
硬盤利用(yòng)率 |
最多(duō)允許壞的(de)盤數(shù)&♣ε |
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RAID 0 |
不(bù)提供數(shù)據冗餘，損壞的(Ω"de)數(shù)據将無法得(de)到(dào)恢複。✔∏© |
高(gāo) |
高(gāo) |
硬盤利用(yòng)率為(wè↓₽♥"i)100%。 |
0 |
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RAID 1 |
高(gāo)，數(shù)據全 β冗餘。當CHUNK故障時(shí)，可(kě)以使用(yòγ'ng)對(duì)應鏡像CHUNK進行(xí←✘¥ng)恢複。 |
較高(gāo) |
較低(dī) |
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最多(duō)可(kě)以容許N-1個(§←≈★gè)硬盤同時(shí)損壞（N個(gè)硬盤組成的(de)R© λAID 1陣列）。 |
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RAID 3 |
較高(gāo)，CKG中的(deλ÷≠∏)一(yī)個(gè)CHUNK作(zuò)為(wèi)校(xiào)驗塊。<σ☆任意一(yī)塊數(shù)據CHUNK故障都(dōu)可(kě)以通→←(tōng)過校(xiào)驗CHUNK進行(xíng)恢複。如(♥♥rú)果出現(xiàn)兩個(gè)及以上(shàng)CHUφ♠≤NK故障，則整個(gè)RAID級别故障。 |
高(gāo) |
低(dī) |
RAID 3支持靈活配置，即支持2D+1P～13D+1P配置←¥★，下(xià)面列舉RAID 3幾種通(tōng)用(yòng)配✘&®↔置的(de)硬盤利用(yòng)率：
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1 |
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RAID 5 |
較高(gāo)，校(xiào)驗數(→✘÷ shù)據分(fēn)散在不(bù)同的(de)CHUNK上(shàng)，" 每個(gè)CKG中的(de)校(xiào)驗數(shù)據占用(y∑≠€òng)一(yī)個(gè)CHUNK的(de¶ε©)空(kōng)間(jiān)，允許任意一(yī)個(gè)數(shù)π₹ 據CHUNK故障。如(rú)果出現(xiàn≥γ↓)兩個(gè)及以上(shàng)CHUNK¶¶ε故障，則整個(gè)RAID級别故障。 |
較高(gāo) |
較高(gāo) |
RAID 5支持靈活配置，即支持2D+1P～13D+1↓↕↔ P配置，下(xià)面列舉RAID 5幾種通(∏≠♦×tōng)用(yòng)配置的(de)硬盤利用(yòng)率ε®：
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1 |
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RAID 6 |
較高(gāo)，兩組校(xi↕™ào)驗數(shù)據分(fēn)散在不(bù$♠)同的(de)CHUNK上(shàng)， →∑₹每個(gè)CKG中的(de)校(xiào↕♣)驗數(shù)據占用(yòng)兩個(gè)CHUNK§≠£的(de)空(kōng)間(jiān)，允許任意兩¥γ±個(gè)CHUNK故障。如(rú)果出現(xiàn)<♥$¥三個(gè)及以上(shàng)CHUNK故障，則整個(gè)€♣'∑RAID級别故障。 |
中 |
中 |
RAID 6支持靈活配置，即支持2D+2P≠€～26D+2P配置，下(xià)面列舉R✘✔<AID 6幾種通(tōng)用(yòngε↕σ)配置的(de)硬盤利用(yòng)率：
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2 |
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RAID 10 |
高(gāo)，允許多("≈>&duō)個(gè)CHUNK故障。當某個(gè)CHUNK故障時(shí)，∑✘©★可(kě)以使用(yòng)對(duì)應的(de)鏡 ™像CHUNK進行(xíng)恢複。如(rú)果存σ♦儲相(xiàng)同數(shù)據的(de)C HUNK和(hé)鏡像CHUNK同時(shí)故障，則整個(gè)RAID級§¶别故障。 |
較高(gāo) |
較高(gāo) |
硬盤利用(yòng)率為(wèi)50%。 |
最多(duō)可(kě)以容許N個(π↓σgè)硬盤同時(shí)損壞（2N個(gαè)硬盤組成的(de)RAID 10陣列）。 |
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RAID 50 |
較高(gāo)，每個(gè)RAID 5子(zǐ)組中的("¥de)校(xiào)驗數(shù)據分(fēn)散在不(bù)同≤•✘的(de)CHUNK上(shàng)，每★★個(gè)RAID 5子(zǐ)組中隻允許一(yī)個(∑✘✔δgè)CHUNK失效。如(rú)果某個(gè)RAID 5子(zǐ)組中有€®(yǒu)2個(gè)及以上(shàng)CHUNK同時(sh×∑¶í)失效，則整個(gè)RAID級别故障。 |
較高(gāo) |
較高(gāo) |
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1 |
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a：“D”指數(shù)據塊。↓×∑ b：“P”指校(xiào)驗塊。 說(shuō)明(míng)： 對(duì)于靈活配置xD+yP的(de)RAID策略，硬盤利用(yò✘₹ ₽ng)率=[x/(x+y)] ×β©£ 100%。 |
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RAID策略配置可(kě)參考以下(xià)意見(jiàn)：
