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大家好，我是飄渺，今天我們來聊聊架構師需要掌握的存儲知識 - 磁盤陣列。

概述

什么是RAID: RAID ( Redundant Array of Independent Disks )即獨立磁盤冗余陣列，通常簡稱為磁盤陣列。

簡單地說， RAID 是由多個獨立的高性能磁盤驅動器組成的磁盤子系統，從而提供比單個磁盤更高的存儲性能和數據冗余的技術。

RAID 是一類多磁盤管理技術，其向主機環境提供了成本適中、數據可靠性高的高性能存儲。

RAID 中主要有三個關鍵概念和技術：鏡像( Mirroring )、數據條帶( Data Stripping ) 和 數據校驗( Data parity )。

鏡像：將數據復制到多個磁盤，一方面可以提高可靠性，另一方面可并發從兩個或多個副本讀取數據來提高讀性能。顯而易見，鏡像的寫性能要稍低， 確保數據正確地寫到多個磁盤需要更多的時間消耗。

數據條帶：將數據分片保存在多個不同的磁盤，多個數據分片共同組成一個完整數據副本，這與鏡像的多個副本是不同的，它通常用于性能考慮。數據條帶具有更高的并發粒度，當訪問數據時，可以同時對位于不同磁盤上數據進行讀寫操作， 從而獲得非常可觀的 I/O 性能提升 。

數據校驗：利用冗余數據進行數據錯誤檢測和修復，冗余數據通常采用海明碼、異或操作等算法來計算獲得。利用校驗功能，可以很大程度上提高磁盤陣列的可靠性、魯棒性和容錯能力。不過，數據校驗需要從多處讀取數據并進行計算和對比，會影響系統性能。不同等級的 RAID 采用一個或多個以上的三種技術，來獲得不同的數據可靠性、可用性和 I/O 性能。

對于系統需要采用何種模式的 RAID ，需要在深入理解系統需求的前提下進行合理選擇，綜合評估可靠性、性能和成本來進行折中的選擇。

常見的RAID等級有：

• 標準RAID RAID0 、 RAID1 、 RAID2 、 RAID3 、 RAID4 、 RAID5 、RAID6 七個等級定為標準的 RAID 等級
• 混合RAID：RAID10、RAID50、RAID60...

下面我們分別介紹一下各種RAID級別并做個簡單對比。

RAID0

RAID0

使用N塊磁盤進行組合實現性能翻N倍的效果，寫入數據會分成N部分進行，讀取數據會從磁盤中組合起來讀，這樣就實現了讀寫性能翻倍。

優點：使用RAID0 可以將磁盤空間利用率最大化，能達到100%;性能快，磁盤越多性能越強。

缺點：沒有數據保護，甚至比單盤的風險還大。任意壞了一塊磁盤都會導致數據丟失。

RAID 1

RAID1

RAID 1 中的磁盤互為鏡像，寫入的數據會存放N份，讀取的時候可以從任意一塊磁盤讀取。實現了讀性能翻倍，寫性能與單盤一樣的效果。

優點：安全性依照陣列中的實體硬盤數量倍數成長。

缺點：空間利用率低，是所有陣列中利用率最低的。

RAID 5

RAID5

RAID5 既考慮了空間利用率又考慮了性能的提升，采用校驗碼的而非鏡像的方式組合而成，RAID5 陣列需要至少3塊磁盤。

在上圖中使用了4塊磁盤組合而成，任意一份數據寫入會被分成三個數據塊+一個校驗塊分別放入4個盤，數據塊與校驗塊之間交叉分布，最終每個盤上既有數據塊又有校驗塊。

讀數據時A時從Disk 0 ,1 ,2 分別讀取到A1，A2，A3然后組合成A;如果此時有一塊磁盤比如Disk2 損壞，則會通過讀取到的A1、A2+ 校驗碼算出A3，再組合生成數據A對外提供。

RAID 5 可以容忍一塊盤的損壞。

優點：讀的情況下是單盤數據的三倍;有一定的安全性，可以容忍損壞一塊磁盤

缺點：由于每次寫數據都需要計算校驗塊，導致寫性能下降;僅能容忍壞一塊磁盤損壞

RAID 6

RAID6

RAID6可以靈活設計數據庫和校驗塊的比例，上圖中被設計成3個數據塊+2個校驗塊的組合，增加了數據可靠性。RAID 6在備份的數據場景使用較多，提供的數據可靠性比RAID 5要高很多。

RAID 10

RAID10

首先把兩塊盤做鏡像，再按照RAID0的方式組合，既實現了數據的冗余又實現了性能翻倍的效果。RAID 1+0多適用于數據庫場景。

RAID 50

RAID50

先做成RAID5的組再組合成RAID0，兼顧RAID5和RAID0的特性。

RAID 60

RAID60

先做成RAID6的組合再組合成RAID0，兼顧RAID6和RAID0的特性。

各種組合之間的對比

好了，今天的文章就到這里了，希望能對你有所幫助!