raid技术介绍

通常在使用磁盘的时候，以下问题常常导致用户非常的头疼：

1) 单磁盘容量有限，导致不够用户的一个文件或数据使用；

2) 磁盘损坏，导致数据丢失；

3) 磁盘读写性能慢，达不到用户的性能指标。

基于以上的问题，厂商们提出了raid算法，可以借助于不同raid来达到客户的需要。

raid：廉价磁盘冗余阵列，raid技术可以将一些磁盘以不同的组合方式形成一个逻辑硬盘，从而提高磁盘的读写性能和数据安全性。目前常见的raid主要有：raid0、raid1、raid2、raid3、raid4、raid5、raid6以及raid10、raid01等。

市面上有raid硬件卡，可以对机器上可以管理的磁盘做raid，我们常常称之为硬raid；也可以使用操作系统或者raid软件来完成raid功能，我们常常称之为软raid。

1.1. raid0

raid0：对需要完成raid的所有磁盘做“条带”。在写数据的时候将数据分成一定大小顺序写入磁盘中，raid0可以并行的执行读写操作，可以充分利用总线带宽，理论上来讲，一个由N个磁盘组成的raid0，它的读写性能将是单个磁盘读写的N倍。最少需要两块磁盘。

raid0的优势：1）有助于在写数据的时候，可以同时向不同磁盘写数据，从而可以提升写数据性能；2）通过raid0，将磁盘整合到存储池中，能够极大的提高使用空间。

raid0劣势： 没有做冗余保护，一旦有一个磁盘坏掉，有可能导致整体数据发生损坏。

1.2. raid1

raid1：对需要完成raid的所有磁盘的一半磁盘做“镜像”，最少需要两块磁盘。

优势：对磁盘做完全镜像，如果有盘坏了，镜像盘完全可以替换。

缺点：1）对磁盘的浪费比较大，如果有两块磁盘，那实际使用容量只有一个盘的容量。2）对性能没有任何提升，并且还会下降（因为每个数据要写两次）。

1.3. raid2

现在基本上被淘汰了。

1.4. raid3

raid3与raid2类似，并且raid3解决了raid2的劣势。它采用单独校验盘来保护数据，会造成写数据的瓶颈。

现在市场上基本上也没有raid3的应用。

1.5. raid4

raid4也是采用单独的奇偶校验码的盘来完成磁盘数据保护，目前应用最广泛的就是NetApp公司，它使用WAFL文件系统在上层就对写入数据的方式进行优化，它会将不同事务的写操作尽量放到相同的条带上，向磁盘发起整条写的操作，这样会使写效率大大增强。

优势：1）提高数据传输效率；2）有数据冗余

劣势：1）尤其是随机IO，会由于校验盘的读写性能造成整体读写性能。

1.6. raid5

raid5：采用分布式奇偶校验的结构，它所产生的校验码均匀分布在每个磁盘的相同条带上，这样数据块和校验块不在一块磁盘上，当数据盘损坏时，可以根据同带区的其他数据和校验信息来重构数据盘。由于校验码是分布存放的，所以不会造成因单个磁盘的读写性能。最少需要3块磁盘。

优势：1）提高数据性能；2）有数据冗余

劣势：只能要求同时只有一块磁盘损坏。

1.7. raid6

raid6：两种分布式奇偶检验的机构，它产生两种校验码，也是分布在每个磁盘上，可以支持有两块磁盘损坏的数据保护，最少需要4块磁盘。

优势：1）能支持两块磁盘损坏的数据保护。

劣势：相对于raid5，无论对性能，还是磁盘使用率，都存在下降。

1.8. raid10

raid10：对阵列中的盘，先做raid1（镜像），再对镜像的结果做raid0（条带）。最少需要4块磁盘。

优势：1）相对于raid1，有条带功能；2）相对于raid0，有镜像功能。

劣势：1）相对于raid0，磁盘利用率下降一半。

1.9. raid01

raid01：对阵列中的一半的盘，先做raid0（条带），再对条带做raid1（镜像），类似于raid10，但也有一点的不同，如果有一块盘损坏，则损坏的盘所在条带化的所有盘都不能使用，造成整体不能数据保护了，所以市面上很少有raid01。最少需要4块磁盘。

优势：类似raid10

劣势：与raid10不同的是，如果有一块盘损坏，则损坏的盘所在条带化的所有盘都不能使用了，也就再不能做数据冗余保护了。

1.10. raid50

1.11. 热备盘

一般在raid5和raid6的时候，可以预先指定热备盘，以助于当活动盘损坏的时候，热备盘可以自动变成活动盘，并将坏盘中的数据回写到新盘上。

1.12. 全局热备盘

全局热备盘是针对整个系统，具有多个raid的情况下，提出的一种概念。它和热备盘的作用域不同，热备盘只作用在具体所指的raid上，而全局热备盘作用在多个raid中。