什么是RAID？RAID有什么用？RAID原理是什么

什么是RAID
硬盘是个很脆弱的东西&＃xff0c;它经常会坏掉。所以&＃xff0c;为了保证服务器可靠耐用&＃xff0c;硬盘必须时时刻刻保持可用。所以有了RAID这个东西。它的目的是将好几个硬盘合并在一起&＃xff0c;就算硬盘坏了一个&＃xff0c;剩下还有好几个硬盘是正常的&＃xff0c;这样服务器才不会挂掉。
当然&＃xff0c;保证服务高可用只是RAID其中的一个功能。它还能提升储存容量、加快存取速度等能力。
RAID分为0~6级&＃xff0c;另外还有RAID 1&＃43;0&＃xff0c;简称RAID 10。下面壹基比小喻分别介绍这几种RAID实现原理。
它跟插线板是相似的概念。区别在于&＃xff0c;插线板是为了扩展电源插孔&＃xff0c;RAID是为了扩展硬盘插槽。
RAID-0
RAID 0没有数据冗余、没有奇偶校验。因此&＃xff0c;如果一个硬盘坏掉了&＃xff0c;整个RAID阵列的数据都没法正常使用了。它存在的意义在于加快读写速度&＃xff0c;提升硬盘容量。通常在数据可靠性要求不高的情况下才会使用RAID 0。比如游戏、科学计算。
因为每个硬盘都可以独立读写&＃xff0c;如果硬盘有n块&＃xff0c;那么读写速度提升是n倍。
RAID-1
RAID 1模式下&＃xff0c;如果有n块硬盘&＃xff0c;那么会把数据保存n份一模一样的。这样即使一份数据坏掉了&＃xff0c;剩下的备份可以正常工作。性能方面&＃xff0c;随机存取速度相当于所有硬盘的总和&＃xff0c;写入性能和原来单个硬盘的性能一样。
RAID-1E
这种模式跟RAID 1的区别在于&＃xff0c;当硬盘数量大于2时&＃xff0c;RAID 1E对于同一份数据最多保存两份一模一样的。这样可以充分的利用硬盘空间。下图说明了这种储存方式。
RAID-1&＃43;0
这种模式全称是RAID-1加上RAID-0。
用几句话来描述吧。它相当于先把这些硬盘成对成对的用RAID-1方式组合起来&＃xff0c;然后再把这些组合结果用RAID-0方式组合起来。这种模式下它支持高可用&＃xff0c;又能有很好的读写性能。这种方式&＃xff0c;由于需要存两份一模一样的数据&＃xff0c;因此容量会损失一半。
这种方式是目前最常用的。
RAID-2
这种模式现在已经不太常用了。它把每个数据位都打散&＃xff0c;然后均匀的放到各个硬盘上。使用了Hamming代码来做纠错&＃xff0c;将Hamming代码放到专门的几个硬盘里面。下图可以看到这种模式的数据分布&＃xff1a;
RAID-3
这种模式现在也已经不太常用了。它把每个数据字节都打散&＃xff0c;然后均匀的分散到各个硬盘。然后将奇偶校验的数据放到专门的硬盘里。关于奇偶校验的数据在后面会提到。这种模式下&＃xff0c;由于每个数据都分散到各个硬盘的不同地方&＃xff0c;因此每次操作都需要所有硬盘来参与。所以&＃xff0c;对于随机存取的场景下&＃xff0c;这种模式的性能是很差的。对于特别长的顺序读写是非常合适的&＃xff0c;比如视频监控数据。
RAID-4
这种模式把每个数据块打散&＃xff0c;然后均匀的分散到各个硬盘。另外还设置了专门的硬盘用来储存奇偶校验的数据。这种模式下&＃xff0c;随机读取的性能非常好。但是随机写入的性能却不行。因为需要将所有奇偶校验的数据全部写到专门的硬盘里面。
RAID-5
这种模式把每个数据块打散&＃xff0c;然后均匀分布到各个硬盘。与RAID-4不同的是&＃xff0c;它将奇偶校验的数据均匀的分散到不同的硬盘。这样如果有一个硬盘坏掉了&＃xff0c;丢失的数据可以从奇偶校验里面计算出来。
通常RAID-5的容量会损失1/3&＃xff0c;用来储存奇偶校验信息。
这种模式兼顾了成本、性能&＃xff0c;也是比较常用的一种模式。
RAID-6
这种模式与其他模式的区别在于&＃xff0c;它支持两块硬盘同时损坏&＃xff0c;并且仍然能够正常工作。它有这般神奇的能力&＃xff0c;是因为它保存了两种奇偶校验。一种是普通的XOR方式&＃xff0c;跟RAID-5一样。另外一种比较复杂&＃xff0c;需要消耗比较多的CPU。这种奇偶校验方式在后面再讲。