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什么是RAID

RAID，中文名稱叫獨立磁盤冗余陣列（廉價磁盤冗余陣列），簡稱磁盤陣列。它的作用呢，是在多塊硬盤組成的陣列系統中，犧牲一塊至多塊硬盤的容量，來對數據的存儲提供一定的容錯能力。

我們先來簡單假設一種使用情況：你擁有一些重要的數據，但是你并沒有將這些數據進行備份，他們只存在于你臺式機的單一硬盤中。那么一旦遇到臺式機的硬盤損壞，你的這些數據只能去找數據恢復公司了；而如果你的臺式機做了磁盤陣列，那么只需要替換陣列中壞掉的硬盤就可以重新恢復數據了。

這正是RAID的魅力所在。如果你只組建一個相對廉價的陣列，甚至不需要額外的硬件成本，只要你的主板支持RAID功能，就可以體驗RAID給你帶來的好處。

磁盤陣列

獨立磁盤冗余陣列是把相同的數據存儲在多個硬盤的不同的地方的方法。通過把數據放在多個硬盤上，輸入輸出操作能以平衡的方式交疊，改良性能。因為多個硬盤增加了平均故障間隔時間（MTBF），儲存冗余數據也增加了容錯。 由加利福尼亞大學伯克利分校（University of California-Berkeley）在1988年，發表的文章：“A Case for Redundant Arrays of Inexpensive Disks”。文章中，談到了RAID這個詞匯，而且定義了RAID的5層級。伯克利大學研究目的是反映當時CPU快速的性能。CPU效能每年大約成長30～50%，而硬磁機只能成長約7%。研究小組希望能找出一種新的技術，在短期內，立即提升效能來平衡計算機的運算能力。在當時，柏克萊研究小組的主要研究目的是效能與成本。  另外，研究小組也設計出容錯（fault-tolerance），邏輯數據備份（logical data redundancy），而產生了RAID理論。研究初期，便宜（Inexpensive）的磁盤也是主要的重點，但后來發現，大量便宜磁盤組合并不能適用于現實的生產環境，后來Inexpensive被改為independent，許多獨立的磁盤組

那么服務器為啥要做磁盤陣列呢？

主要有兩個作用：

提供容錯功能

普通的磁盤驅動器是無法提供容錯功能的,而磁盤陣列可以通過數據校驗提供容錯功能,服務器會將數據寫入多個磁盤,如果某個磁盤發生故障時,此時仍能保證信息的可用性,重要數據不會丟失,也不會耽誤服務器的正常運轉。

提高傳輸速率

磁盤陣列將多個磁盤組成一個陣列,當做一個單一的磁盤使用,把數據已分段的形式存儲到不同的硬盤之中,發生數據存取變動時,陣列中的相關磁盤一起工作,這就可以大幅的降低數據存儲的時間,同時還能擁有更佳的空間和使用率。

磁盤陣列  RAID 技術基本原理

RAID 技術可以將一個硬盤上的任務分散或copy到多個（少則兩個）磁盤上，借此來提高了性能或建立數據冗余以防驅動器發生故障。可以通過設定設備的 RAID 模式來決定設備以何種方式處理數據。RAID 配置可讓多個硬盤驅動器以不同的方式（例如使用條帶技術或鏡像技術）組合成單一的運行單元。

RAID 的兩個關鍵目標是提高數據可靠性和 I/O 性能。磁盤陣列中，數據分散在多個磁盤中，然而對于計算機系統來說，就像一個單獨的磁盤。通過把相同數據同時寫入到多塊磁盤（典型地如鏡像），或者將計算的校驗數據寫入陣列中來獲得冗余能力，當單塊磁盤出現故障時可以保證不會導致數據丟失。有些 RAID 等級允許更多地 磁盤同時發生故障。在這樣的冗余機制下，可以用新磁盤替換故障磁盤， RAID 會自動根據剩余磁盤中的數據和校驗數據重建丟失的數據，保證數據一致性和完整性。數據分散保存在 RAID 中的多個不同磁盤上，并發數據讀寫要大大優于單個磁盤，因此可以獲得更高的聚合 I/O 帶寬。當然，磁盤陣列會減少全體磁盤的總可用存儲空間，犧牲空間換取更高的可靠性和性能。比如， RAID1 存儲空間利用率僅有 50% ， RAID5 會損失其中一個磁盤的存儲容量，空間利用率為 (n-1)/n 。