RAID簡介
RAID：早期稱廉價磁盤冗余陣列（ Redundant Array of Inexpensive Disks），因其構建成本並不廉價，現在稱為獨立硬盤冗余陣列（ Redundant Array of Independent Disks），即獨立磁盤構成的具有冗余能力的陣列。磁盤陣列是由很多價格較便宜的磁盤，組合成一個容量巨大的磁盤組，利用個別磁盤提供數據所產生加成效果提升整個磁盤系統效能。利用這項技術，將數據切割成許多區段，分別存放在各個硬盤上。磁盤陣列還能利用同位檢查（Parity Check）的觀念，在數組中任意一個硬盤故障時，仍可讀出數據，在數據重構時，將數據經計算后重新置入新硬盤中。
RAID把相同的數據存儲在多個硬盤的不同的地方（因此，冗余地）的方法。通過把數據放在多個硬盤上，輸入輸出操作能以平衡的方式交疊，改良性能。因為多個硬盤增加了平均故障間隔時間（MTBF），儲存冗余數據也增加了容錯。
磁盤陣列其樣式有三種，一是外接式磁盤陣列、二是內接式磁盤陣列，三是software RAID。
RAID級別
RAID的級別有RAID 0，RAID 1，RAID 2，RAID 3，RAID 4，RAID 5，RAID 6，RAID 7，RAID 10，RAID 01，RAID 50；但常用的級別有RAID 0，RAID 1，RAID 5，RAID 10，RAID 50，JBOD。
RAID 0
RAID 0（無差錯控制的帶區組）連續以位或字節為單位分割數據，並行讀/寫於多個磁盤上，因此具有很高的數據傳輸率，但它沒有數據冗余，因此並不能算是真正的RAID結構。RAID 0只是單純地提高性能，並沒有為數據的可靠性提供保證，而且其中的一個磁盤失效將影響到所有數據。其可用空間為 N*min(S1,S2...SN)；最少磁盤上為2個及以上。
RAID 1
RAID 1（鏡象結構）是通過磁盤數據鏡像實現數據冗余，在成對的獨立磁盤上產生互為備份的數據。當原始數據繁忙時，可直接從鏡像拷貝中讀取數據，因此RAID 1可以提高讀取性能，但是寫性能略有下降。RAID 1是磁盤陣列中單位成本最高的，但提供了很高的數據安全性和可用性。當一個磁盤失效時，系統可以自動切換到鏡像磁盤上讀寫，而不需要重組失效的數據。其可用空間為 1*min(S1,S2...SN) ，如果用兩個不同大小的磁盤建RAID 1，可用空間為較小的那個磁盤，較大的磁盤多出來的空間也可以分區成一個區來使用，不會造成浪費。 最少磁盤數為2個及以上。
RAID 2
RAID2（帶漢明碼校驗）從概念上講，RAID 2 同RAID 3類似， 兩者都是將數據條塊化分布於不同的硬盤上， 條塊單位為位或字節。然而RAID 2 使用一定的編碼技術來提供錯誤檢查及恢復。這種編碼技術需要多個磁盤存放檢查及恢復信息，使得RAID 2技術實施更復雜。因此，在商業環境中很少使用。下圖左邊的各個磁盤上是數據的各個位，由一個數據不同的位運算得到的漢明校驗碼可以保存另一組磁盤上，具體情況請見下圖。由於漢明碼的特點，它可以在數據發生錯誤的情況下將錯誤校正，以保證輸出的正確。它的數據傳送速率相當高，如果希望達到比較理想的速度，那最好提高保存校驗碼ECC碼的硬盤，對於控制器的設計來說，它又比RAID3，4或5要簡單。沒有免費的午餐，這里也一樣，要利用漢明碼，必須要付出數據冗余的代價。輸出數據的速率與驅動器組中速度最慢的相等。
RAID 3
RAID 3（帶奇偶校驗碼的並行傳送）這種校驗碼與RAID2不同，只能查錯不能糾錯。它訪問數據時一次處理一個帶區，這樣可以提高讀取和寫入速度,它象RAID 0一樣以並行的方式來存放數，但速度沒有RAID 0快。校驗碼在寫入數據時產生並保存在另一個磁盤上。需要實現時用戶必須要有三個以上的驅動器，寫入速率與讀出速率都很高，因為校驗位比較少，因此計算時間相對而言比較少。用軟件實現RAID控制將是十分困難的，控制器的實現也不是很容易。它主要用於圖形（包括動畫）等要求吞吐率比較高的場合。不同於RAID 2，RAID 3使用單塊磁盤存放奇偶校驗信息。如果一塊磁盤失效，奇偶盤及其他數據盤可以重新產生數據。 如果奇偶盤失效，則不影響數據使用。RAID 3對於大量的連續數據可提供很好的傳輸率，但對於隨機數據，奇偶盤會成為寫操作的瓶頸。 利用單獨的校驗盤來保護數據雖然沒有鏡像的安全性高，但是硬盤利用率得到了很大的提高，為n-1。
RAID 4
RAID 4（帶奇偶校驗碼的獨立磁盤結構）RAID4和RAID3很象，不同的是，它對數據的訪問是按數據塊進行的，也就是按磁盤進行的，每次是一個盤。在圖上可以這么看，RAID3是一次一橫條，而RAID4一次一豎條。它的特點的RAID3也挺象，不過在失敗恢復時，它的難度可要比RAID3大得多了，控制器的設計難度也要大許多，而且訪問數據的效率不怎么好。
RAID 5
RAID 5（分布式奇偶校驗的獨立磁盤結構）使用的是Disk Striping（硬盤分區）技術。RAID 5至少需要三顆硬盤，RAID 5不是對存儲的數據進行備份，而是把數據和相對應的奇偶校驗信息存儲到組成RAID5的各個磁盤上，並且奇偶校驗信息和相對應的數據分別存儲於不同的磁盤上。當RAID5的一個磁盤數據發生損壞后，可以利用剩下的數據和相應的奇偶校驗信息去恢復被損壞的數據。RAID 5具有和RAID 0相近似的數據讀取速度，只是因為多了一個奇偶校驗信息，寫入數據的速度相對單獨寫入一塊硬盤的速度略慢。其可用空間(N-1)*min(S1,S2...SN)。
RAID 6
RAID 6（帶有兩種分布存儲的奇偶校驗碼的獨立磁盤結構）是對RAID5的擴展，主要是用於要求數據絕對不能出錯的場合。當然了，由於引入了第二種奇偶校驗值，所以需要4個磁盤，同時對控制器的設計變得十分復雜，寫入速度也不好，用於計算奇偶校驗值和驗證數據正確性所花費的時間比較多，造成了不必須的負載。其可用空間為(N-2)*min(S1,S2...SN) 。
RAID 7
RAID 7（優化的高速數據傳送磁盤結構）所有的I/O傳送均是同步進行的，可以分別控制，這樣提高了系統的並行性，提高系統訪問數據的速度；每個磁盤都帶有高速緩沖存儲器，實時操作系統可以使用任何實時操作芯片，達到不同實時系統的需要。允許使用SNMP協議進行管理和監視，可以對校驗區指定獨立的傳送信道以提高效率。可以連接多台主機，因為加入高速緩沖存儲器，當多用戶訪問系統時，訪問時間幾乎接近於0。由於采用並行結構，因此數據訪問效率大大提高。需要注意的是它引入了一個高速緩沖存儲器，這有利有弊，因為一旦系統斷電，在高速緩沖存儲器內的數據就會全部丟失，因此需要和UPS一起工作。
RAID 10
RAID 10（鏡象陣列條帶）無非是一個帶區結構加一個鏡象結構，因為兩種結構各有優缺點，因此可以相互補充，達到既高效又高速還可以的目的。先進行鏡像（RAID1），再進行條帶存放（RAID0）。主要用於容量不大，但要求速度和差錯控制的數據庫中。最少需要4+2*N塊磁盤，且每組鏡像最多只能損壞一塊，其可用空間為 N*min(S1,S2...SN)/2。
RAID 01
把RAID0和RAID1技術結合起來，即RAID0+1。數據除分布在多個盤上外，每個盤都有其物理鏡像盤，提供全冗余能力，允許一個以下磁盤故障，而不影響數據可用性，並具有快速讀/寫能力。要求至少4個硬盤才能作成RAID0+1。
RAID 50
RAID 50是RAID5與RAID0的結合。此配置在RAID5的子磁盤組的每個磁盤上進行包括奇偶信息在內的數據的剝離。每個RAID5子磁盤組要求至少三個硬盤。RAID50具備更高的容錯能力，因為它允許某個組內有一個磁盤出現故障，而不會造成數據丟失。而且因為奇偶位分部於RAID5子磁盤組上，故重建速度有很大提高。優勢：更高的容錯能力，具備更快數據讀取速率的潛力。需要注意的是：磁盤故障會影響吞吐量。故障后重建信息的時間比鏡像配置情況下要長。
RAID 53
越到后面的結構就是對前面結構的一種重復和再利用，這種結構就是RAID3和帶區結構的統一，因此它速度比較快，也有容錯功能。但價格十分高，不易於實現。這是因為所有的數據必須經過帶區和按位存儲兩種方法，在考慮到效率的情況下，要求這些磁盤同步真是不容易。
JBOD模式
JBOD（Just a Bunch of Disk）通常又稱為Span。它是在邏輯上將幾個物理磁盤一個接一個連起來， 組成一個大的邏輯磁盤。JBOD不提供容錯，該陣列的容量等於組成Span的所有磁盤的容量的總和。JBOD嚴格意義上說，不屬於RAID的范圍。不過現在很多IDE RAID控制芯片都帶着種模式，JBOD就是簡單的硬盤容量疊加，但系統處理時並沒有采用並行的方式，寫入數據的時候就是先寫的一塊硬盤，寫滿了再寫第二塊硬盤 ，以此類推。
raid總結
