一．RAID定義
RAID(Redundant Array of Independent Disk 獨立冗余磁盤陣列)技術(shù)是加州大學(xué)伯克利分校1987年提出，最初是為了組合小的廉價磁盤來代替大的昂貴磁盤，同時希望磁盤失效時不會使對數(shù)據(jù)的訪問受損 失而開發(fā)出一定水平的數(shù)據(jù)保護技術(shù)。RAID就是一種由多塊廉價磁盤構(gòu)成的冗余陣列，在操作系統(tǒng)下是作為一個獨立的大型存儲設(shè)備出現(xiàn)。RAID可以充分發(fā) 揮出多塊硬盤的優(yōu)勢，可以提升硬盤速度，增大容量，提供容錯功能夠確保數(shù)據(jù)安全性，易于管理的優(yōu)點，在任何一塊硬盤出現(xiàn)問題的情況下都可以繼續(xù)工作，不會 受到損壞硬盤的影響。
二、 RAID的幾種工作模式
僅討論 RAID0，RAID1，RAID5，RAID10這四種，這四種比較典型
1、RAID0 （又稱為Stripe或Striping－－分條）
即Data Stripping數(shù)據(jù)分條技術(shù)。RAID 0可以把多塊硬盤連成一個容量更大的硬盤群，可以提高磁 盤的性能和吞吐量。RAID 0沒有冗余或錯誤修復(fù)能力，成本低，要求至少兩個磁盤，一般只是在那些對數(shù)據(jù)安全性要求不高的情況下才被使用。
RAID 0的工作方式：
如圖1所示:系統(tǒng)向 三個磁盤組成的邏輯硬盤(RADI 0 磁盤組)發(fā)出的I/O數(shù)據(jù)請求被轉(zhuǎn)化為3項操作，其中的每一項操作都對應(yīng)于一塊物理硬盤。我們從圖中可以清楚的看到通過建立RAID 0，原先順序的數(shù)據(jù)請求被分散到所有的三塊硬盤中同時執(zhí)行。
從理論上講，三塊硬盤的并行操作使同一時間內(nèi)磁盤讀寫速度提升了3倍。 但由于總線帶寬等多種因素的影響，實際的提升速率肯定會低于理論值，但是，大量數(shù)據(jù)并行傳輸與串行傳輸比較，提速效果顯著顯然毋庸置疑。
RAID 0的缺點是不提供數(shù)據(jù)冗余，因此一旦用戶數(shù)據(jù)損壞，損壞的數(shù)據(jù)將無法得到恢復(fù)。
RAID 0具有的特點，使其特別適用于對性能要求較高，而對數(shù)據(jù)安全不太在乎的領(lǐng)域，如圖形工作站等。對于個人用戶，RAID 0也是提高硬盤存儲性能的絕佳選擇。
計算機技術(shù)發(fā)展迅速，但硬盤傳輸率也成了性能的瓶頸。怎么辦？IDE RAID技術(shù)的成熟讓我們輕松打造自己的超高速硬盤。在實際應(yīng)用中，RAID 0硬盤陣列能比普通IDE 7200轉(zhuǎn)ATA 133硬盤快得多，時至今日，在大多數(shù)的高端或者玩家主板上我們都能找到一顆PROMISE或者HighPoint的RAID芯片，同時發(fā)現(xiàn)它們提供的額 外幾個IDE接口。沒錯，RAID已經(jīng)近在眼前，難道你甘心放棄RAID為我們帶來的性能提升嗎？答案當(dāng)然是否定的！
實用 的IDE RAID
RAID可以通過軟件或硬件實現(xiàn)。像Windows 2000就能夠提供軟件的RAID功能，但是這樣需要消耗不小的CPU資源，降低整機性能。而硬件實現(xiàn)則是一般由RAID卡實現(xiàn)的，高檔的SCSI RAID卡有著自己專用的緩存和I/O處理器，但是對于家庭用戶來說這樣的開銷顯然是承受不了的，畢竟為了實現(xiàn)RAID買兩個或者更多的HDD已經(jīng)相當(dāng)不 容易了。我們還有一種折中的辦法——IDE RAID。或許這才是普通人最容易接受的方法。雖然IDE RAID在功能和性能上都有所折中，但相對于低廉的價格，普通用戶看來并不在意。
為什么要用RAID 0
RAID 0至少需要兩塊硬盤才能夠?qū)崿F(xiàn)，它的容量為組成這個系統(tǒng)的各個硬盤容量之和，這幾塊硬盤的容量要相同，在家用IDE RAID中一般級聯(lián)兩塊硬盤，一定要用同型號同容量的硬盤。RAID 0模式向硬盤寫入數(shù)據(jù)的時候把數(shù)據(jù)一分為二，分別寫入兩塊硬盤，讀取數(shù)據(jù)的時候則反之，這樣的話，每塊硬盤只要負(fù)擔(dān)一半的數(shù)據(jù)傳輸任務(wù)，得到的結(jié)果也就是速度的增加。
實現(xiàn)方式：
（1）RAID 0最簡單方式（我覺得這個方式不是它本意所提倡的）
就是把x塊同樣的硬盤用硬件的形式通過智能磁盤控制器或用操作系統(tǒng)中的磁盤驅(qū)動程序以軟件的方式串聯(lián)在一起，形成一個獨立的邏輯驅(qū)動器，容量是單獨硬盤的 x倍,在電腦數(shù)據(jù)寫時被依次寫入到各磁盤 中，當(dāng)一塊磁盤的空間用盡時，數(shù)據(jù)就會被自動寫入到下一塊磁盤中，它的好處是可以增加磁盤的容量。
速度與其中任何一塊磁盤的速度相同，如果其中的任何一塊磁盤出現(xiàn)故障，整個系統(tǒng)將會受到破壞，可靠
性是單獨使用一塊硬盤的1/n。
（2）RAID 0的另一方式（常指的RAID 0就是指的這個）
是用n塊硬盤選擇合理的帶區(qū)大小創(chuàng)建帶區(qū)集，最好是為每一塊硬盤都配備一個專門的磁盤控制器,在電腦數(shù)據(jù)讀寫時同時向n塊磁盤讀寫數(shù)據(jù),速度提升n倍。提高系統(tǒng)的性能。
2、RAID 1 （又稱為Mirror或Mirroring－－鏡像）
RAID1稱為磁盤鏡像：把一個磁盤的數(shù)據(jù)鏡像到另一個磁盤上，在不影響性能情況下最大限度的保證系統(tǒng)的可靠性和可修復(fù)性上，具有很高的數(shù)據(jù)冗余能力，但磁盤利用 率為50%，故成本最高，多用在保存關(guān)鍵性的重要數(shù)據(jù)的場合。RAID1的操作方式是把用戶寫入硬盤的數(shù)據(jù)百分之百地自動復(fù)制到另外一個硬盤上。
RAID 1有以下特點：
?1、RAID 1的每一個磁盤都具有一個對應(yīng)的鏡像盤，任何時候數(shù)據(jù)都同步鏡像，系統(tǒng)可以從一組 鏡像盤中的任何一個磁盤讀取數(shù)據(jù);
2、磁盤所能使用的空間只有磁盤容量總和的一半，系統(tǒng)成本高;
3、只要系統(tǒng)中任何一對鏡像盤中至少有一塊磁盤可以使用，甚至可以在一半數(shù)量的硬盤出現(xiàn)問題時系統(tǒng)都可以正常運行;
4、出現(xiàn)硬盤故障的RAID系統(tǒng)不再可靠，應(yīng)當(dāng)及時的更換損壞的硬盤，否則剩余的鏡像盤也出現(xiàn)問題，那么整個系統(tǒng)就會崩潰;
5、更換新盤后原有數(shù)據(jù)會需要很長時間同步鏡像，外界對數(shù)據(jù)的訪問不會受到影響，只是這時整個系統(tǒng)的性能有所下降;
6、RAID1磁盤控制器的負(fù)載相當(dāng)大，用多個磁盤控制器可以提高數(shù)據(jù)的安全性和可用性。
RAID 1的工作方式：
如圖2所示：當(dāng)讀取數(shù)據(jù)時，系統(tǒng)先從RAID1的源盤讀取數(shù)據(jù)，如果讀取數(shù)據(jù)成功，則系統(tǒng)不去管備份盤上的數(shù)據(jù)；如果讀取源盤數(shù)據(jù)失敗，則系統(tǒng)自動轉(zhuǎn)而讀取備份盤 上的數(shù)據(jù)，不會造成用戶工作任務(wù)的中斷。當(dāng)然，我們應(yīng)當(dāng)及時地更換損壞的硬盤并利用備份數(shù)據(jù)重新建立Mirror，避免備份盤在發(fā)生損壞時，造成不可挽回 的數(shù)據(jù)損失。
raid 1的優(yōu)缺點
由于對存儲的數(shù)據(jù)進行百分之百的備份，在所有RAID級別中，RAID 1提供最高的數(shù)據(jù)安全保障。同樣，由于數(shù)據(jù)的百分之百備份，備份數(shù)據(jù)占了總存儲空間的一半，因而Mirror（鏡像）的磁盤空間利用率低，存儲成本高。 Mirror雖不能提高存儲性能，但由于其具有的高數(shù)據(jù)安全性，使其尤其適用于存放重要數(shù)據(jù)，如服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫存儲等領(lǐng)域。
3、 RAID 5 （可以理解為是RAID 0和RAID 1的折衷方案，但沒有完全使用RAID 1鏡像理念，而是使用了“奇偶校驗信息”來作為數(shù)據(jù)恢復(fù)的方式，與下面的RAID10不同）
RAID 5 是一種存儲性能、數(shù)據(jù)安全和存儲成本兼顧的存儲解決方案。 以四個硬盤組成的RAID 5為例，其數(shù)據(jù)存儲方式如圖3所示：圖中，Ap為A1，A2和A3的奇偶校驗信息，其它以此類推。由圖中可以看出，RAID 5不對存儲的數(shù)據(jù)進行備份，而是把數(shù)據(jù)和相對應(yīng)的奇偶校驗信息存儲到組成RAID5的各個磁盤上，并且奇偶校驗信息和相對應(yīng)的數(shù)據(jù)分別存儲于不同的磁盤 上。當(dāng)RAID5的一個磁盤數(shù)據(jù)發(fā)生損壞后，利用剩下的數(shù)據(jù)和相應(yīng)的奇偶校驗信息去恢復(fù)被損壞的數(shù)據(jù)。
RAID 5可以理解為是RAID 0和RAID 1的折衷方案。RAID 5可以為系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)安全保障，但保障程度要比Mirror低而磁盤空間利用率要比Mirror高。RAID 5具有和RAID 0相近似的數(shù)據(jù)讀取速度，只是多了一個奇偶校驗信息，寫入數(shù)據(jù)的速度比對單個磁盤進行寫入操作稍慢。同時由于多個數(shù)據(jù)對應(yīng)一個奇偶校驗信息，RAID 5的磁盤空間利用率要比RAID 1高，存儲成本相對較低。
RAID 5 （可以理解為是RAID 0和RAID 1的折衷方案，但沒有完全使用RAID 1鏡像理念，而是使用了“奇偶校驗信息”來作為數(shù)據(jù)恢復(fù)的方式）
4、RAID10也被稱為鏡象陣列條帶（像RAID0一樣，數(shù)據(jù)跨磁盤抽取，像RAID1一樣，每個磁盤都有一個鏡象磁盤, 所以RAID 10的另一種會說法是 RAID 0+1）
RAID10提供100%的數(shù)據(jù)冗余，支持更大的卷尺寸，但價格也相對較高。對大多數(shù)只要求具有冗余度而不必考慮價格的應(yīng)用來說，RAID10提供最好的性能。使用RAID10，可以獲得更好的可靠性，因為即使兩個物理驅(qū)動器發(fā)生故障（每個陣列中一個），數(shù)據(jù)仍然可以得到保護。RAID10需要4 + 2*N 個磁盤驅(qū)動器（N >=0)， 而且只能使用其中一半(或更小, 如果磁盤大小不一)的磁盤用量, 例如 4 個 250G 的硬盤使用RAID10 陣列， 實際容量是 500G。
RAID總結(jié)：
