詳細解讀：不同RAID級別的優缺點對比

　　 RAID最初是廉價磁碟冗餘陣列(Redundant Array of Inexpensive Disks)的縮寫。如今，這個名詞的含義已更新為獨立磁碟冗餘陣列(Redundant Array of Independent Disks)，但是它的最終目的並沒有改變。

　　RAID是保護硬碟和固態硬碟上應用程式資料的常用方法，不同型別的RAID在保護級別和價格之間進行平衡。保護措施越多，成本就越高。隨著儲存的發展，RAID級別的數目也相應增加了。

　　RAID是一種將單個物理驅動器分組到一起以形成RAID組的方法。RAID組將所有物理驅動器表示為伺服器上的一個邏輯磁碟。邏輯磁碟稱為邏輯單元號(LUN)。

　　RAID效能和可用性的改進使其在新技術可用的情況下仍在使用。要完全理解RAID及其好處，重要的是分解不同的RAID級別以及它們各自的優勢。

　　 RAID的好處

　　使用RAID的主要好處是能夠儲存儲存在故障驅動器上的資料。RAID使用資料映象、條帶化和奇偶校驗，或這些技術的組合。在大多數情況下，效能或可靠性的提高會提高保護驅動器上資料的成本。

　　映象是將資料同時寫入多個驅動器，而條帶化意味著資料以塊的形式分佈在驅動器上，奇偶校驗是一種確保資料在從一個驅動器移動到另一個驅動器時已成功寫入的方法。

　　奇偶校驗基本上是寫入磁碟的資料的校驗和，它與原始資料一起寫入。伺服器在訪問基於硬體的RAID組上的資料時，不會知道RAID組中的某一個驅動器發生了故障。控制器使用儲存在RAID組中倖存磁碟上的奇偶性資訊，來重新建立磁碟損壞時丟失的資料。

　　 標準與非標準RAID級別

　　RAID級別可以分為三類:標準級別、非標準級別和巢狀級別。RAID的標準級別由編號為0到6的RAID基本型別組成。

　　非標準RAID級別被設定為特定公司或開源專案的標準。非標準RAID包括RAID 7、Adaptive RAID、RAID S和Linux md RAID 10。

　　巢狀RAID是指RAID級別的組合，如RAID 01—RAID 0+1、RAID 03—RAID 0+3、RAID 50—RAID 5+0。

　　 RAID級別解釋

　　使用的RAID級別應該取決於伺服器上執行的應用程式的型別。RAID 0是最快的，RAID 1是最可靠的，RAID 5是兩者的良好結合。對於您的組織來說，哪個RAID級別最適合，取決於您所預期的冗餘級別、保留期的長度、正在使用的磁碟數量以及您對資料保護與效能最佳化的重視程度。

　　下面是儲存陣列中最常用的不同RAID級別的描述。並不是所有儲存陣列供應商都支援每種RAID型別，所以一定要檢查供應商的儲存系統中可用的RAID型別。

　　 ·RAID 0 : RAID 0是簡單的磁碟條帶化。所有資料以塊的形式分佈在RAID組中的所有磁碟上。RAID 0提供了很好的效能，因為您將儲存資料的負載分散到了更多的物理驅動器上。它的成本也是所有RAID型別中最低的，因為它只使用磁碟空間來儲存資料。因為沒有為RAID 0生成奇偶校驗，所以沒有向RAID 0磁碟寫入資料的開銷。

　　然而，RAID 0在所有RAID級別中資料保護能力是最差的。當磁碟發生故障時，該磁碟上的資料在可以從另一個驅動器重寫之前是不可用的。

　　 ·RAID 1 : RAID 1是磁碟映象，這意味著所有資料都被寫入兩個獨立的物理磁碟。磁碟本質上是彼此的映象。如果一個磁碟出現故障，可以使用另一個磁碟來檢索資料。

　　磁碟映象有利於快速讀取操作，但寫入速度較慢，因為必須將資料寫入磁碟兩次。RAID1的另一個缺點是所需的磁碟空間增加了一倍，因為所有資料都儲存了兩次。

　　 ·RAID 1+0 : RAID 1+0也稱為RAID 10，它使用磁碟映象和條帶化的組合。資料通常先映象，然後條帶化。先條帶化再映象也可以完成相同的任務，但它的容錯性不如前者。

　　如果在一個條帶組中丟失驅動器，則必須從另一個條帶組中訪問資料，因為條帶組沒有奇偶性。RAID 1+0至少需要4個物理磁碟。

　　 ·RAID 2 : RAID 2透過使用漢明碼(Hamming code)在bit級別條帶化資料。目前，硬碟的糾錯碼已經使用了漢明碼，所以RAID 2不再被使用了。

　　 ·RAID 3 : RAID 3使用奇偶校驗磁碟將RAID控制器生成的奇偶校驗資訊儲存在與實際資料磁碟分開的磁碟上，而不是像RAID 5中那樣用資料對磁碟進行分段。

　　當有大量資料請求時，這種RAID型別的效能很差，比如在資料庫這樣的應用程式中。RAID 3在需要長時間連續資料傳輸的應用程式(如影片伺服器)中表現良好。RAID 3至少需要三個物理磁碟。

　　 ·RAID 4 : RAID 4使用專用奇偶校驗磁碟以及塊級別的磁碟條帶化。雖然它對於順序資料訪問很好，但是使用專用奇偶校驗磁碟會導致寫操作的效能瓶頸。有了RAID 5等替代方案，RAID 4的使用並不多。

　　 ·RAID 5 : RAID 5使用奇偶校驗磁碟條帶化。這些資料在RAID組中的所有磁碟上都有條帶，並帶有在磁碟故障時重建資料所需的奇偶性資訊。

　　RAID 5是最常見的RAID方法，因為它在效能和可用性之間取得了良好的平衡。RAID 5至少需要三個物理磁碟。

　　 ·RAID 6 : RAID 6透過使用兩個奇偶校驗條帶來提高可靠性，這兩個奇偶校驗條帶在資料丟失之前允許RAID組中出現兩個磁碟故障。RAID 6通常用於部署用於存檔或基於磁碟的備份的大容量驅動器。RAID 6允許在同時發生磁碟故障時進行資料恢復，這在容量較大、重建時間較長的驅動器中更為常見。RAID 6至少需要4個驅動器。

　　 ·Adaptive RAID :自適應RAID讓RAID控制器知道如何在磁碟上儲存奇偶校驗。它在RAID 3和RAID 5之間進行選擇，這取決於將資料型別寫入磁碟時哪種RAID組型別執行得更好。

　　 ·RAID 7 : RAID 7是非標準的RAID級別——基於RAID 3和RAID 4——需要專用硬體。這一RAID級別由現已倒閉的Storage Computer公司擁有並註冊了商標。

　　 RAID組的最小驅動器數與RAID重建

　　RAID需要多個驅動器，所需磁碟的最小數量因RAID級別而異。但是超過這個數字有什麼好處嗎?

　　如果您使用的驅動器數量超過了最低數量，您可以獲得更多可用的儲存空間和更多的驅動器供作業系統使用。然而，這並不意味著您應該儘可能多地增加驅動器。大多數RAID陣列在一個RAID組中最多使用16個驅動器，這是因為在超過這麼多驅動器時，開銷更高，效能回報也在下降。對於RAID 5和RAID 10，最多8個驅動器似乎是一個很好的經驗法則。如果需要更多磁碟空間，可以使用其他磁碟建立另一個RAID組。

　　另一個經驗法則是，嘗試將不同的工作負載資料型別儲存在不同的RAID集上。您可以在任何地方使用RAID 10來獲得最佳效能，但是大多數預算規定將RAID 5用於資料庫資料卷，而將RAID 1或RAID 10用於資料庫日誌卷。資料庫卷可以是高度隨機的I/O，日誌通常是順序的。

　　重建時間取決於您選擇的RAID型別。如果您使用的是基於軟體的RAID，那麼組中的主軸數越多，意味著重建時間越長。如果您使用基於硬體的RAID，則重建時間通常由驅動器本身的大小決定，因為硬體通常在組內和組外進行節省。一個146 GB的驅動器比一個73 GB的驅動器需要更長的時間進行重建。

　　 RAID的現狀

　　許多專家說，市場對RAID技術的需求已經減少。擦除編碼和固態硬碟提供了可靠(相對也更貴一些)的替代方案，而且隨著儲存容量的增加，RAID陣列錯誤的機率也會增加。儘管如此，大型儲存供應商仍然在其儲存陣列中支援RAID。

　　原文作者：Erin Sullivan和Christopher Poelker 來源：TechTarget