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磁碟陣列(RAID):

RAID
的基本概念是結合多個小型且便宜的磁碟機成為一個陣列,以達到一個大且昂貴的磁碟機無法做到的效能表現或多餘性的目標。 這個磁碟機的陣列將會以一個單一的邏輯儲存單位或磁碟機呈現在電腦中。

RAID
是用來分散資訊到許多磁碟上的一種方法,使用例如 磁碟機平行儲存(disk striping) (RAID Level 0)、磁碟機映射儲存(disk mirroring) (RAID level 1) 具備分布式同位元檢測資料的磁碟機平行儲存(disk striping with parity) (RAID Level 5) 等技術來達到多餘性、較短的延遲時間亦或增加讀取或寫入到磁碟的頻寬,並且強化硬碟毀損時的回復能力。

RAID
的概念是資料可以一致地分散到陣列中的每一個磁碟,如要做到這樣,資料必須先劃分為一致大小的 區塊(chunks) (雖然仍可能使用不同的大小,通常是 32K 64K 的大小)。 根據所使用的 RAID 等級,再來將會寫入每一個區塊到陣列中的硬碟。 當資料要被讀取時,過程則相反,這樣將造成多個磁碟機實際上為一個大型磁碟機的假象。

誰該使用 RAID 呢?
需要保留大量資料在手邊的任何人(如系統管理員)都可藉由使用 RAID 而受益。 使用 RAID 的主要原由包括了:
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速度加快
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使用一個單一的虛擬磁碟以增加儲存的容量
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減少磁碟發生錯誤時的衝擊

目前有兩種實作 RAID 的方法: 硬體 RAID 與軟體 RAID
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硬體 RAID:
硬體為基礎的系統以獨立於主機之外的方式管理 RAID 子系統,並且以每一個 RAID 陣列中只有一個單一的磁碟呈現在主機面前。

硬體 RAID 裝置的一個例子是連接到一個 SCSI 控制器並且以一個單一的 SCSI 磁碟機代表 RAID 陣列的裝置。 一個外部的 RAID系統移動所有 RAID 的處理能力到位於外部磁碟子系統的一個控制器,這整個子系統是透過一個一般的 SCSI 控制器來連接到主機,並以一個單一的磁碟呈現給主機。

對作業系統來說,RAID 控制器也是以卡的形式來模擬類似一個 SCSI 控制器,不過它們自己本身處理所有實際的磁碟通訊。 在這些例子中,您將一個磁碟插入 RAID 控制器就像是您對 SCSI 控制器所做的一樣,不過您已將它們加入到 RAID 控制器的組態設定中,而作業系統從未知道發生什麼事。

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軟體 RAID:
軟體 RAID 在核心磁碟(區塊裝置)程式碼上實作這許多種的 RAID 等級,它能提供最經濟的解決方案,因為並不需要昂貴的磁碟控制器或熱插拔的底盤 [1] 軟體 RAID 可以使用在便宜的 IDE 硬碟以及 SCSI 硬碟上,加上今日速度相當快的 CPU,軟體 RAID 的效能表現已經超越硬體 RAID 了。

RAID
等級:

RAID 0
N個磁盤聯合起來,N個磁盤可以同時讀取。沒有磁盤冗餘。 RAID 0: 將多個較小的磁碟合併成一個大的磁碟,不具有冗餘,並行I/O,速度最快。RAID 0亦稱為帶區集。它是將多個磁碟並列起來,成為一個大硬碟。在存放數據時,其將數據按磁碟的個數來進行分段,然後同時將這些數據寫進這些盤中。所以,在所有的級別中,RAID 0的速度是最快的。但是RAID 0沒有冗餘功能,如果一個磁碟(物理)損壞,則所有的數據都會丟失

RAID 1
兩組相同的磁碟系統互作鏡像,速度沒有提高,但是允許單個磁碟損壞,可靠性最高。RAID 1就是鏡像。其原理為在主硬碟上存放數據的同時也在鏡像硬碟上寫一樣的數據。當主硬碟(物理)損壞時,鏡像硬碟則代替主硬碟的工作。因為有鏡像硬碟做數據備份,所以RAID 1的數據安全性在所有的RAID級別上來說是最好的。但是其磁碟的利用率卻只有50%,是所有RAID上磁碟利用率最低的一個級別。

RAID 2
這是RAID 0的改良版,以漢明碼(Hamming Code)的方式將數據進行編碼後分割為獨立的位元,並將數據分別寫入硬碟中。因為在數據中加入了錯誤修正碼(ECCError Correction Code),所以數據整體的容量會比原始數據大一些

RAID 3
採用Byteinterleaving(數據交錯存儲)技術,它需要通過編碼再將數據位元分割後分別存在硬碟中,而將同位元檢查後單獨存在一個硬碟中,但由於數據內的位元分散在了不同的硬碟上,因此就算要讀取一小段數據資料都可能需要所有的硬碟進行工作,所以這種規格比較適於讀取大量數據時使用

RAID 4
它與RAID 3不同的是它在分割時是以區塊為單位分別存在硬碟中,但每次的數據存取都必須從同位元檢查的那個硬碟中取出對應的同位元數據進行核對,由於過於頻繁的使用,所以對硬碟的損耗可能會提高。

RAID 5
RAID Level 5
是一種存儲性能、數據安全和存儲成本兼顧的存儲解決方案。它使用的是Disk Striping(硬碟分割)技術。 RAID 5不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的各個磁碟上,並且奇偶校驗信息和相對應的數據分別存儲於不同的磁碟上。當RAID5的一個磁碟數據發生損壞後,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可以理解為是RAID 0RAID 1的折衷方案。RAID 5可以為系統提供數據安全保障,但保障程度要比Mirror低而磁碟空間利用率要比Mirror高。RAID 5具有和RAID 0相近似的數據讀取速度,只是多了一個奇偶校驗信息,寫入數據的速度比對單個磁碟進行寫入操作稍慢。同時由於多個數據對應一個奇偶校驗信息,RAID 5的磁碟空間利用率要比RAID 1高,存儲成本相對較低。

RAID 6
它是在 5 的基礎上加一個後備硬碟,以備在別的硬碟發生意外時起到替補作用。
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