raid技术和级别的分析和应用

RAID知识讲解

目录

一、Raid介绍。 ............................................................................................................................. 3

1、什么是Raid？ ................................................................................................................... 3

2、Raid级别介绍。 ............................................................................................................... 3

3、Raid级别的优、缺点比较（图解）： ............................................................................. 3

4、 7级RAID的简单定义（图解）： .............................................................................. 4

5、冗余介绍。 ........................................................................................................................ 4

二、Raid技术分类。 ..................................................................................................................... 4

服务器Raid含义

在当今数字化的时代，服务器是支撑各种信息系统运行的关键基础设施。而在服务器的技术领域中，“Raid”这个术语经常被提及。那么，究竟什么是服务器 Raid 呢？

简单来说，Raid 即“Redundant Array of Independent Disks”，翻译成中文就是“独立磁盘冗余阵列”。它是一种把多个独立的物理磁盘按照不同的方式组合起来形成一个逻辑磁盘组，从而提供比单个磁盘更高的存储性能和数据冗余的技术。

想象一下，你有一堆文件需要存储，如果只有一个硬盘，就像把所有鸡蛋放在一个篮子里。一旦这个硬盘出了问题，比如故障、损坏，那么里面的数据就可能丢失，这会给工作和生活带来极大的不便。但如果使用了 Raid 技术，情况就大不一样了。

Raid 技术主要有以下几个优点。

首先是提高了数据存储的可靠性。通过数据冗余，即使某个磁盘发生故障，也可以通过其他磁盘中的冗余数据来恢复丢失的数据，大大降低了数据丢失的风险。这就好比你有多个备份，即使一个备份损坏了，还有其他的可用。

其次，Raid 能够提升数据的读写性能。它可以将数据分布在多个磁盘上，同时进行读写操作，从而加快数据的访问速度。就好像多个人同时工作，效率自然就提高了。 再者，Raid 还可以增加存储容量。通过将多个磁盘组合在一起，可以获得比单个磁盘更大的存储空间。

接下来，让我们更详细地了解一下常见的 Raid 级别。

Raid 0 是将数据分割成多个块，然后同时并行地写入多个磁盘，从而提高读写性能。但它没有数据冗余，一旦其中一个磁盘损坏，所有数据都会丢失。

Raid 1 则是通过将数据完全复制到另一个磁盘上实现数据冗余。虽然可靠性高，但存储容量的利用率只有 50%。

Raid 5 是一种兼顾性能和数据冗余的常见选择。它采用分布式奇偶校验，允许在一个磁盘损坏的情况下通过其他磁盘和校验信息恢复数据。

Raid 6 与 Raid 5 类似，但增加了第二个独立的奇偶校验信息，能够在两个磁盘同时损坏的情况下恢复数据，进一步提高了数据的可靠性。

浪潮服务器技术白皮书

- 1 - RAID技术简介

RAID是Redundant Array of Independent Disk首字母的缩写。该词是于1988年由位于伯克利的加利福尼亚大学的研究员Patterson，Gibson和Katz在描述阵列设置和应用的文章中提出的。

过去，计算机系统只能向一个硬盘写信息。硬盘价格昂贵并且容易出现故障。这主要是因为硬盘是机械装置而其它的是电子系统，所以硬盘成为计算机系统中最薄弱的一环。由于硬盘驱动器包含大量的高速运转的机械部分。所以主要的问题不在于硬盘是否会出故障，而是何时出故障。

通过提供磁盘冗余系统，RAID对计算机管理和访问大容量数据存储的方法进行了革命性的变革。它可以将数据写到多个廉价磁盘上，而不是只可以写到单个大容量的昂贵磁盘（SLED）上。最初RAID代表Redundant Array of Inexpensive Disks后来改为Independent

Disks。

RAID基本原理

RAID通过两种方法完成了冗余和容错功能：一种是分段（striping），另一种是奇偶校验。分段就是每次将文件以块的形式写到多个磁盘上。这种技术将数据分别写到多个驱动器上，提高了数据的传输速率和整个磁盘的交易次数。适用于事务处理系统。但由于整个系统的可靠性依赖于最差的单个磁盘，所以整体上不太可靠。

奇偶校验通过对传输的数据执行冗余检验，确保了数据的有效性。如果RAID系统中的一个磁盘出错，其它磁盘有能力重建出错磁盘上的数据。而所有的这些对操作系统来说都是透明的。由磁盘阵列控制器（DAC）进行控制。

部件

RAID的主要部件是磁盘阵列控制器（DAC）和磁盘阵列（rank）。下图是RAID-5的例子。数据被分段写到5个磁盘上，奇偶校验块用来恢复出错磁盘的数据。RAID级别有多种。一些RAID级别提高速度，一些提供数据保护，还有一些如RAID-5是两者的组合。下面我们逐个讨论。 浪潮服务器技术白皮书

RAID的种类

RAID的英文全称为Redundant Array of Inexpensive（或Independent） Disks。中文名称是廉价（独立）磁盘冗余阵列。

RAID的初衷主要是为了大型服务器提供高端的存储功能和冗余的数据安全。在系统中，RAID被看作是一个逻辑分区，但是它是由多个硬盘组成的（最少两块）。它通过在多个硬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），而且在很多RAID模式中都有较为完备的相互校验/恢复的措施，甚至是直接相互的镜像备份，从而大大提高了RAID系统的容错度，提高了系统的稳定冗余性，这也是Redundant一词的由来。

RAID以前一直是SCSI领域的独有产品，因为它当时的技术与成本也限制了其在低端市场的发展。今天，随着RAID技术的日益成熟与厂商的不断努力，我们已经能够享受到相对成本低廉得多的IDE-RAID系统，虽然稳定与可靠性还不可能与SCSI-RAID相比，但它相对于单个硬盘的性能优势对广大玩家是一个不小的诱惑。事实上，对于日常的低强度操作，IDE-RAID已足能胜任了。

与Modem一样，RAID也有全软、半软半硬与全硬之分，全软RAID就是指RAID的所有功能都是操作系统（OS）与CPU来完成，没有第三方的控制/处理（业界称其为RAID协处理器——RAID Co-Processor）与I/O芯片。这样，有关RAID的所有任务的处理都由CPU来完成，可想而知这是效率最低的一种RAID。半软半硬RAID则主要缺乏自己的I/O处理芯片，所以这方面的工作仍要由CPU与驱动程序来完成。而且，半软半硬RAID所采用的RAID控制/处理芯片的能力一般都比较弱，不能支持高的RAID等级。全硬的RAID则全面具备了自己的RAID控制/处理与I/O处理芯片，甚至还有阵列缓冲（Array Buffer），对CPU的占用率以及整体性能是这三种类型中最优势的，但设备成本也是三种类型中最高的。早期市场上所出现的使用HighPoint HPT 368、370以及PROMISE芯片的IDE RAID卡与集成它们的主板都是半软半硬的RAID，并不是真正的硬RAID，因为它们没有自己专用的I/O处理器。而且，这两个公司的RAID控制/处理芯片的能力较弱，不能完成复杂的处理任务，因此还不支持RAID 5等级。著名的Adpatec公司所出品的AAA-UDMA RAID卡则是全硬RAID的代表之作，其上有专用的高级RAID