服务器常用磁盘阵列RAID道理、品种及机能优缺陷对照

磁盘阵列（Redundant Arrays of Independent Disks，RAID）

1. 存储的数据一定分片；

2. 分基于软件的软RAID（如mdadm）和基于硬件的硬RAID（如RAID卡）；

3. RAID卡犹如网卡同样有集成板载的也有独立的(PCI-e)，个别独立RAID卡机能相对较好，淘宝一搜便可看到他们的真相；

4. 此刻根本上服务器都原僵硬件支撑几种常用的RAID;

5. 当然还有更加高峻上的专用于存储的磁盘阵列柜产品，有专用存储技术，规格有如12/24/48盘一柜等，盘可选机械/固态，3.5/2.5寸等。

级别	特征	道理	单元	冗余	机能	应用率	最多坏	用途	缺点
RAID0	条带	分片分散存入2块硬盘	2	否	读写速度2倍	100%	0/2	SWAP/TMP	不冗余，数据难恢复
RAID1	镜像	雷同数据存入2块硬盘	2	是	写速度不变 读速度2倍	50%	1/2	数据备份	读写速度没加，应用率低
RAID4	校验	分片分散存入2块硬盘 校验码存入第3块硬盘	3	是	读写速度2倍	2/3=66%	1/3	用的很少	1. 坏盘时另外2块需要从新盘算复原坏盘数据 2. 校验码盘压力大成为瓶颈
RAID5	校验	分片和校验码混合存储	3	是	读写速度2倍	2/3=66%	1/3	用的不多	坏盘时另外2块需要从新盘算复原坏盘数据
RAID6	校验	分片盘校验码盘离别2个 数据分片校验码盘算2次	4	是	读写速度2倍	2/4	2/4 1∈2	用的很少	“部队中有一半是搞后勤的，感觉还是不太爽。”
RAID10	1+0	2块硬盘1组先做RAID1 多组RAID1再做RAID0	4	是	读写速度N倍 N为组数	2/4	2/4 1∈2	用的最多	-
RAID50	5+0	3块硬盘1组先做RAID5 多组再做RAID0	6	是	读写数读2N倍 N为组数	4/6	2/6 1∈3	土豪用的	“好是好，就是贵！”

近来想创立一个私有云系统，波及到安装运用一台网络存储服务器。关于服务器中硬盘的连贯，选用哪种RAID模式能正确知足需求收集了材料，简略整理后记载如下：

一、RAID模式优缺陷的简要介绍

当前被使用较多的RAID模式其优缺陷大致是这样的：

1、RAID0模式

长处：在RAID 0状态下，存储数据被分割成两局部，离别存储在两块硬盘上，此时移动硬盘的理论存储速度是单块硬盘的2倍，现实容量等于两块硬盘中较小一块硬盘的容量的2倍。

缺陷：任何一块硬盘产生故障，整个RAID上的数据将不可恢复。

备注：存储高清电影比较适合。

2、RAID1模式

长处：此模式下，两块硬盘互为镜像。当一个硬盘挨损时，换上一块全新硬盘(大于或等于原硬盘容量)替换原硬盘即可主动恢复材料和继续运用，移动硬盘的现实容量等于较小一块硬盘的容量，存储速度与单块硬盘雷同。RAID 1的优势在于任何一块硬盘涌现故障是，所存储的数据都不会遗失。

缺陷：该模式可运用的硬盘现实容量比较小，仅仅为两颗硬盘中最小硬盘的容量。

备注：非常重要的材料，如数据库，个人材料，是万无一失的存储方案。

3、RAID 0+1模式

RAID 0+1是磁盘分段及镜像的联合，采纳2组RAID0的磁盘阵列互为镜像，它们之间又成为一个RAID1的阵列。硬盘运用率只要50%，但是供给最好的速度及牢靠度。

4、RAID 3模式

RAID3是把数据分成多个“块”，按照一定的容错算法，寄存在N+1个硬盘上，现实数据占用的有效空间为N个硬盘的空间总和，而第N+1个硬盘存储的数据是校验容错信息，当这N+1个硬盘中的其中一个硬盘涌现故障时，从其它N个硬盘中的数据也可以恢还原始数据。

5、RAID 5模式

RAID5不对存储的数据进行备份，而是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离别存储于不一样的磁盘上。当RAID5的一个磁盘数据产生损坏后，应用剩下的数据和响应的奇偶校验信息去恢复被损坏的数据。

6、RAID 10模式

RAID10最少需要4块硬盘才能完成。把2块硬盘组成一个RAID1，然后两组RAID1组成一个RAID0。虽然RAID10方案造成了50%的磁盘浪费，但是它供给了200%的速度和单磁盘损坏的数据平安性。

二、另外三种硬件迅速硬件设置模式简介

在收集材料时看到有的硬件设施供给迅速磁盘模式设置，也很利便大家的运用，具体状况如下：

1、Clone模式

克隆模式，磁盘全部数据同样，以最小硬盘的为准。

2、Large模式

硬盘容量简略相加，将几个硬盘变成一个硬盘，容量为几个硬盘容量之和，此模式下可以获得最大的硬盘空间。

3、Normal模式

硬盘离别处于正常、独立的状态，可以离别独立的写入或读取材料，能运用的现实容量离别为4个硬盘的容量。要是其中一个硬盘挨损，其他几个硬盘不会挨影响。

三、RAID运用简明注意事项

★运用前请先备份硬盘的材料，一旦进行RAID设定或是变更RAID模式，将会革除硬盘里的所有材料，以及没法恢复；

★创立RAID时，倡议运用雷同品牌、型号和容量的硬盘，以确保机能和不乱；

★请勿随便改换或掏出硬盘，要是掏出了硬盘，请记下硬盘放入两个仓位的次序不得更改，以及请勿只插入某一块硬盘运用，以以免造成材料损坏或遗失；

★要是旧硬盘曾经在RAID模式下运用，请先进革除硬盘RAID信息，让硬盘回复至出厂状态，避免RAID创立失败；

★RAID0模式下，其中一个硬盘损坏时，其它硬盘所有材料都将遗失；

★RAID1模式下，要是某一块硬盘挨损，可以用一块大于或等于挨损硬盘容量的新硬盘替代坏硬盘然后开机即可主动恢复和修复材料以及RAID模式。此历程需要一定工夫，请耐心期待

四、细数RAID模式

1、概念

磁盘阵列（Redundant Arrays of Inexpensive Disks，RAID），有“价钱便宜且多余的磁盘阵列”之意。道理是应用数组方式来作磁盘组，配合数据分散排列的设计，晋升数据的平安性。磁盘阵列是由许多便宜、容量较小、不乱性较高、速度较慢磁盘，组合成一个大型的磁盘组，应用一般磁盘供给数据所发生加成结果晋升整个磁盘系统效能。同时应用这项技术，将数据切割成很多区段，离别寄存在各个硬盘上。磁盘阵列还能应用同位检查（Parity Check）的观点，在数组中任一颗硬盘故障时，仍可读出数据，在数据重构时，将数据经盘算后从新置入新硬盘中。

2、标准

RAID技术主要包含RAID 0～RAID 50等数个标准，它们的偏重点各不雷同，常见的标准有如下几种：

　　RAID 0：RAID 0陆续以位或字节为单位分割数据，并行读/写于多个磁盘上，因而拥有很高的数据传输率，但它没有数据冗余，因而并不能算是真正的RAID构造。RAID 0只是单纯地提高机能，并没有为数据的牢靠性供给保证，而且其中的一个磁盘失效将影响到所有数据。因而，RAID 0不能利用于数据平安性要求高的场所。

　　RAID 1：它是通过磁盘数据镜像实现数据冗余，在成对的独立磁盘上发生互为备份的数据。当原始数据忙碌时，可直接从镜像拷贝中读取数据，因而RAID 1可以提高读取机能。RAID 1是磁盘阵列中单位老本最高的，但供给了很高的数据平安性和可用性。当一个磁盘失效时，系统可以主动切换到镜像磁盘上读写，而不需要重组失效的数据。

　　RAID 0+1: 也被称为RAID 10规范，现实是将RAID 0和RAID 1规范联合的产物，在陆续地以位或字节为单位分割数据并且并行读/写多个磁盘的同时，为每一块磁盘作磁盘镜像进行冗余。它的长处是同时具有RAID 0的超凡速度和RAID 1的数据高牢靠性，但是CPU占用率一样也更高，而且磁盘的应用率比较低。

　　RAID 2：将数据条块化地散布于不一样的硬盘上，条块单位为位或字节，并运用称为“加重均匀纠错码（海明码）”的编码技术来供给差错检查及恢复。这种编码技术需要多个磁盘寄存检查及恢复信息，使得RAID 2技术实施更复杂，因而在商业环境中很少运用。

　　RAID 3：它同RAID 2非常相似，都是将数据条块化散布于不一样的硬盘上，区别在于RAID 3运用简略的奇偶校验，并用单块磁盘寄存奇偶校验信息。要是一块磁盘失效，奇偶盘及其他数据盘可以重

新发生数据；要是奇偶盘失效则不影响数据运用。RAID 3关于大量的陆续数据可供给非常不错的传输率，但关于随机数据来说，奇偶盘会成为写操纵的瓶颈。

　　RAID 4：RAID 4一样也将数据条块化并散布于不一样的磁盘上，但条块单位为块或记载。RAID 4运用一块磁盘作为奇偶校验盘，每次写操纵都需要访问奇偶盘，这时奇偶校验盘会成为写操纵的瓶颈，因而RAID 4在商业环境中也很少运用。

　　RAID 5：RAID 5不独自指定的奇偶盘，而是在所有磁盘上穿插地存取数据及奇偶校验信息。在RAID 5上，读/写指针可同时对阵列设施进行操纵，供给了更高的数据流量。RAID 5更适合于小数据块和随机读写的数据。RAID 3与RAID 5比拟，最主要的区别在于RAID 3每进行一次数据传输就需波及到所有的阵列盘；而关于RAID 5来说，大局部数据传输只对一块磁盘操纵，并可进行并行操纵。在RAID 5中有“写亏损”，即每一次写操纵将发生四个现实的读/写操纵，其中两次读旧的数据及奇偶信息，两次写新的数据及奇偶信息。

　　RAID 6：与RAID 5比拟，RAID 6添加了第二个独立的奇偶校验信息块。两个独立的奇偶系统运用不一样的算法，数据的牢靠性非常高，即便两块磁盘同时失效也不会影响数据的运用。但RAID 6需要分配给奇偶校验信息更大的磁盘空间，相关于RAID 5有更大的“写亏损”，因而“写机能”非常差。较差的机能和复杂的实施方式使得RAID 6很少得到现实利用。

　　RAID 7：这是一种新的RAID规范，其本身带有智能化实时操纵系统和用于存储治理的软件工具，可完全独立于主机运转，不占用主机CPU资源。RAID 7可以看作是一种存储盘算机（Storage Computer），它与其他RAID规范有显明区别。除了以上的各种规范（如表1），我们可以如RAID 0+1那样联合多种RAID标准来修筑所需的RAID阵列，例如RAID 5+3（RAID 53）就是一种利用较为宽泛的阵列情势。会员个别可以通过灵活配置磁盘阵列来获得更加相符其要求的磁盘存储系统。

　　RAID 5E(RAID 5 Enhencement): RAID 5E是在RAID 5级别根基上的改善，与RAID 5相似，数据的校验信息平均散布在各硬盘上，但是，在每个硬盘上都保存了一局部未运用的空间，这局部空间没有进行条带化，最多允许两块物理硬盘涌现故障。看起来，RAID 5E和RAID 5加一块热备盘好象差不多，其实因为RAID 5E是把数据散布在所有的硬盘上，机能会比RAID5 加一块热备盘要好。当一块硬盘涌现故障时，有故障硬盘上的数据会被紧缩到其它硬盘上未运用的空间，逻辑盘维持RAID 5级别。

　　RAID 5EE: 与RAID 5E比拟，RAID 5EE的数据散布更有效率，每个硬盘的一局部空间被用作散布的热备盘，它们是阵列的一局部，当阵列中一个物理硬盘涌现故障时，数据重建的速度会更快。

　　RAID 50：RAID50是RAID5与RAID0的联合。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，由于它允许某个组内有一个磁盘涌现故障，而不会造成数据遗失。而且由于奇偶位分部于RAID5子磁盘组上，故重建速度有很大提高。优势：更高的容错能力，具备更快数据读取速率的潜力。需要注意的是：磁盘故障会影响吞吐量。故障后重建信息的工夫比镜像配置状况下要长。

3、长处

提高传输速率。RAID通过在多个磁盘上同时存储和读取数据来大幅提高存储系统的数据吞吐量（Throughput）。在RAID中，可以让许多磁盘驱动器同时传输数据，而这些磁盘驱动器在逻辑上又是一个磁盘驱动器，所以运用RAID可以达到单个磁盘驱动器几倍、几十倍甚至上百倍的速率。这也是RAID最初想要解决的题目。由于当时CPU的速度增长很快，而磁盘驱动器的数据传输速率没法大幅提高，所以需要有一种方案解决二者之间的矛盾。RAID最后成功了。

　　通过数据校验供给容错功能。普通磁盘驱动器没法供给容错功能，要是不包括写在磁盘上的CRC（轮回冗余校验）码的话。RAID容错是创立在每个磁盘驱动器的硬件容错功能之上的，所以它供给更高的平安性。在许多RAID模式中都有较为完整的彼此校验/恢复的措施，甚至是直接彼此的镜像备份，从而大大提高了RAID系统的容错度，提高了系统的不乱冗余性。

4、实现

磁盘阵列有两种方式可以实现，那就是“软件阵列”与“硬件阵列”。

　　软件阵列是指通过网络操纵系统本身供给的磁盘治理功能将连贯的普通SCSI卡上的多块硬盘配置成逻辑盘，组成阵列。软件阵列可以供给数据冗余功能，但是磁盘子系统的机能会有所降低，有的降低幅度还比较大，达30%左右。

　　硬件阵列是运用专门的磁盘阵列卡来实现的。硬件阵列能够供给在线扩容、动态修改阵列级别、主动数据恢复、驱动器遨游、超高速缓冲等功能。它能供给机能、数据维护、牢靠性、可用性和可治理性的解决方案。阵列卡专用的处置单元来进行操纵，它的机能要远远高于通例非阵列硬盘，并且更平安更不乱。

　　磁盘阵列其实也分为软阵列 (Software Raid)和硬阵列 (Hardware Raid) 两种. 软阵列即通过软件程序并由盘算机的 CPU供给运转能力所成. 因为软件程式不是一个完备系统故只能供给最根本的 RAID容错功能. 其他如热备用硬盘的设置, 长途治理等功能均一一欠奉. 硬阵列是由独立操纵的硬件供给整个磁盘阵列的控制和盘算功能. 不依托系统的CPU资源.

　　因为硬阵列是一个完备的系统, 所有需要的功能均可以做进去. 所以硬阵列所供给的功能和机能均比软阵列好. 而且, 要是你想把系统也做到磁盘阵列中, 硬阵列是独一的选中. 故我们可以看市场上 RAID 5 级的磁盘阵列均为硬阵列. 软 阵列只适用于 Raid 0 和 Raid 1. 关于我们做镜像用的镜像塔, 确定不会用 Raid 0或 Raid 1。作为高机能的存储系统，已经得到了越来越宽泛的利用。RAID的级别从RAID概念的提出到此刻，已经开展了六个级别，其级别离别是0、1、2、3、4、5等。但是最常用的是0、1、3、5四个级别。

五、个人会员该选那种RAID模式

首先要剖析分明，我们需要存储的文件有什么样的属性。这其中需要大量存储的和占用存储量大的文件是两回事儿。

从运用角度粗略分，个人需要存储的文件大致有文本文件、相片录像、影音文件、利用程序等。

1、文本文件：大量长期寄存，阶段性更新，但其占用空间小，平安性要求一般较高，大局部个别；

2、相片录像：大量长期寄存，永恒性记载，占用空间大，平安性要求高，一旦亏损很难填补；

3、影音文件：一局部大量长期寄存，一局部大量短期寄存，阶段性更新，占用空间大，平安性要求个别，即使亏损了，也可以再从网络高低载恢复；

4、利用程序：这其中包括一些软件和硬件的驱动等，关于软件，当前根本可以从网络上获得，驱动程序有时需要预先备份，安装设施时随时可用，属于量少但要长期寄存的，阶段性更新，平安性要求个别。

看看本人需要对哪品种型的文件进行存储，再选中本人需要的RAID模式即可。

自己的相片和私人录影材料较多，平时喜好收集APE等无损格局的音乐文件，关于个人来说这都是至宝，不可有所亏损，再有就是一些硬件的驱动程序，相对照较重要，另外会编辑少量的个人文件，阶段性比较重要，最后是影片，看完也就删除了，不太重要。而相片录像和无损音乐占用的空间又是庞大的，平安性要求又很高，权衡后，在节约资金确保平安的条件下，预备购买五块大容量硬盘，组成NAS存储服务器，选中RAID5模式。

顺便说，购买五快硬盘的缘由还有一个，就是我运用的是老机箱革新NAS服务器，市面上有3转5的硬盘笼子可以简略将原有的3个光驱位变成5块硬盘的存储位，考虑到家用存储8T的容量已经足够了，10T根本上可以无忧了，所以选中了5块硬盘，每块2T容量。当然组成RAOD5后会少于10T，那也足够了！

NAS的益处许多，这里就不在赘述，有乐趣的朋友倡议深入理解。它既可以完成集中存储还可以完成诸如主动BT下载，网络打印机，苹果媒体服务器等众多私有云功能，是非常不错的家庭网络利用解决方案。