磁盘阵列详细教程raid5（今天和大家聊聊RAID磁盘阵列）
磁盘阵列详细教程raid5（今天和大家聊聊RAID磁盘阵列）RAID磁盘阵列按照物理类型可以分为两大类，第一大类是通过硬件实现RAID功能俗称硬RAID，第二大类则是通过软件模拟RAID，俗称软RAID。友情提示：下面的内容过于硬核，请小伙伴们谨慎观看。把多块独立的磁盘，组合成一个磁盘组，利用个别磁盘提供数据所产生加成效果，提升整个磁盘系统效率，大幅提升读取写入速度的同时，还带有数据保护功能，总之好处多多。多块独立的磁盘，组合成一个磁盘组开始使用RAID之前要注意，磁盘阵列也分很多种不同的类型，接下来我们就来了解一下。
#头条创作挑战赛#
一堆硬盘，一堆盘符
磁盘阵列 RAID是美国加州伯克利 D.A. Patterson 教授在1988年提出的。RAID是“Redundant Array of Independent Disk”的缩写 中文全称是独立磁盘冗余阵列，简称磁盘阵列。
D.A. Patterson
把多块独立的磁盘，组合成一个磁盘组，利用个别磁盘提供数据所产生加成效果，提升整个磁盘系统效率，大幅提升读取写入速度的同时，还带有数据保护功能，总之好处多多。
多块独立的磁盘，组合成一个磁盘组
开始使用RAID之前要注意，磁盘阵列也分很多种不同的类型，接下来我们就来了解一下。
友情提示：下面的内容过于硬核，请小伙伴们谨慎观看。
RAID磁盘阵列按照物理类型可以分为两大类，第一大类是通过硬件实现RAID功能俗称硬RAID，第二大类则是通过软件模拟RAID，俗称软RAID。
硬RAID一般是采用磁盘阵列卡实现RAID，阵列卡通常更快更稳定，更快是因为大部分阵列卡有缓存，可以提升读写速度；更稳定是因为好一点的磁盘阵列卡都带电池，即使电脑突然断电，阵列卡的电池也会保证数据完全写入硬盘后再断电，对数据安全有一定保障。全新的阵列卡很贵，但二手旧卡很便宜，比较适合低预算的朋友。
硬RAID虽然优点多，但一定要避免一个天坑，那就是主板自带的RAID功能，千万不要尝试，主板稍微有点问题，像是超频失败啊、电池没电啊，都非常容易导致阵列信息丢失，听我的不要试，主板自带的RAID还不如第二大类型，就是用软件模拟RAID，俗称软RAID。
早期的软RAID不太稳定，速度也不及硬RAID，但随着技术的不断优化，软硬RAID之间差距不再那么明显，大家常见的民用级别NAS里通常都是软RAID。
说完物理类型，来聊一下重头戏，RAID的逻辑分类。常规的RAID模式编号从0开始一直到7一共8种，咱们慢慢来，先从RAID0开始说。
RAID0是将两个以上的硬盘并联起来，形成一个大的磁盘，这个磁盘容量等于所有硬盘容量之和，当进行写入操作时，是把文件分段后分别写入不同的硬盘里，读写造作由几块硬盘同时处理，在所有的RAID阵列中RAID0的速度时最快的，容量也是最大的，但他有个致命缺点，极致的速度带来的就是不安全。RAID0没有冗余和容错能力，阵列只要坏一块硬盘，所有数据就跟着玩完。一定不要用RAID0存放重要资料。
空间大速度快，数据不安全
那么哪种RAID适合存放重要数据呢？最安全的磁盘阵列就是RAID1。RAID1模式最少需要两块硬盘，所有硬盘互为镜像，每块硬盘上存的数据都一摸一样，阵列中只要有一块硬盘没坏，数据都可以完整读出来。RAID1“理论”读取速度与RAID0相同，有几块硬盘，读取速度就是几倍（存疑），但写入速度等于但块硬盘的写入速度，没有任何提升，当RAID1某一块硬盘损坏时，拔除损坏的盘，阵列会恢复数据到新插入的硬盘，这一过程叫重建阵列。RAID1的最大问题是性价比低，即使100块硬盘做RAID1仅算一个硬盘的容量，如果各个硬盘大小不一，最终容量会以最小的为准。整体利用率是所有RAID中最低的。
RAID0和RAID1就像是两个极端，一个超快，一个超安全。如果想要容量和安全的提升，又不追求极致的速度，那就要了解下RAID23456。
RAID234在设计之初主要针对特定的应用场景，因为各种各样的缺陷，很少会应用到。很多阵列卡也都不支持RAID234，这里仅做简单的介绍。
RAID2模式最少三块硬盘，读写时需要对数据进行实时编码，分段写入不同的硬盘，的到的数据总量会比原始数据大，RAID2模式在读写时需要实时校验数据，由于采用的校验算法比较复杂，硬件开销偏大。
RAID2
RAID3是在RAID2的基础上发展而来，因为采用更简单些的算法，硬件开销相对更少，RAID3最少三块硬盘，读写操作时数据分段写入不同的硬盘，校验数据单独存放在另一个硬盘里，由于每次读写操作都会访问校验盘，导致校验盘长时间高负荷工作，非常容易挂掉，如果校验盘坏了，那数据就没救了。
RAID3
RAID4和RAID3相似，是吧校验数据单独存放在一个硬盘里，与RAID3不同的是，RAID4数据分段方式不一样，RAID3按照bit分割数据，RAID4按照数据块分割，数据块大小由系统决定，通常比bit大很多，所以小文件写入会比RAID3快，RAID4的缺点是非校验盘损坏时数据恢复概率比RAID3低一些，如果是校验盘损坏，RAID3和RAID4都救不回来。
RAID4
接着说一下目前广泛应用的RAID5和RAID6，RAID5原理和RAID3相似，区别是RAID3把校验数据存放在一个硬盘里，但RAID5的校验数据是分散存放在各个硬盘里，每个硬盘里都有校验数据，当一块硬盘损坏，所有其他硬盘里的数据配合校验信息就可以进行恢复，避免了RAID3校验盘坏了，导致阵列直接挂了的情况。RAID5模式最少三块硬盘，其中1/3空间作为冗余存放校验数据，另外2/3空间存放原始数据，RAID5读取速度和RAID0相近，写入速度不及RAID0，但因为1/3空间是校验数据，允许阵列盘损坏一块硬盘的情况下实现数据完全恢复，安全性比RAID0高出很多，RAID5还有一个儿子，主要针对固态硬盘SSD，采用类似RAID5的阵列模式，对SSD写入磨损有特定优化 校验数据会尽量存放在一个SSD里面，降低其他固态硬盘的写入量，当发现固态硬盘写入快到上限时，支持自动数据转移。
另一种常见的RAID模式RAID6与RAID5相比增加到了两个硬盘空间存放校验数据，导致RAID6至少需要4块硬盘才行，RAID6模式数据安全性非常高，两个冗余硬盘空间使用不同的校验算法，任意坏两块硬盘都能实现数据完全恢复，安全性比RAID5更高一下，但因为使用双算法校验数据，校验数据量时RAID5的两倍，同时校验算法计算量也偏大，导致RAID6速度不如RAID5。
RAID6写入慢，还多占了一个硬盘容量，那岂不是被RAID5秒杀？！RAID5也有自身的缺点，机械硬盘在读写数据有极低概率遇到不可恢复性读取错误，简称URE，大概是每12TB的数据可能会出现一个URE错误，当RAID5损坏一块硬盘正在进行重建磁盘阵列时，只要出现一次URE错误，就会导致RAID5人为数据出现问题，需要重新开始建立阵列，多次重建阵列导致硬盘长时间高负荷运作，如果硬盘时同一时期买的，一块硬盘挂了，其他硬盘的状态可能也好不到哪里去，非常容易导致更多的硬盘损坏。
RAID5只允许坏一块硬盘，重建过程中再挂掉一块硬盘，那数据就救不回来了。个人建议RAID5能少用就别用，重建阵列成功率偏低，安全性相对RAID6差很多。
RAID6之上还有一个RAID7，但RAID7是美国SCC公司的专利产品，默认情况下只要涉及国外专利，肯定就不会便宜，这里不做太多介绍。
看到这里，如果觉得RAID0～6都不太满意，那大家可以看看下面几种混合RAID
最常见的混合RAID是RAID10，把RAID1和RAID0两种模式合二为一，既保证了数据安全又大幅提升了读写速度，缺点是可用容量只有总容量的一半。RAID10最少需要4块硬盘，先两两组成RAID1，然后把两组RAID1组成RAID0。所以RAID10是先RAID1然后RAID0。
那有没有RAID01呢？逻辑上是存在的，但实际没有见到过应用，主要原因是在出现一块硬盘损坏时，RAID10只需要重建这一块硬盘，而RAID01需要重建RAID0组所在的两块硬盘，并且RAID10出现两块硬盘损坏恢复的概率是75%，而RAID01出现两块硬盘损坏的恢复概率只有25%。对比可以看到RAID10可靠性和易用性相对RAID01更高，所以应用的更为广泛。
根据RADI10模式向外延伸还可以做出RAID50和RAID60，大家可以自己捋一捋这里的逻辑关系。
RAID50&RAID60
接着说一下稍微小众的JBOD，UNRAID。JBOD全称是Just a Bunch Of Disks，简单磁盘捆绑。JBOD模式下数据从第一块硬盘开始一致往后便的硬盘存储，系统内只能看到包含左右硬盘容量的大分区，那个硬盘坏了，坏盘里的数据就会损坏，由于第一块硬盘包含了各个盘数据的数据分段表，如果坏的是第一块硬盘，整个阵列都会报废，JBOD的优点是系统会把多块硬盘认成一个硬盘，空用容量是所有硬盘容量的总和，而且写入只会占用一块硬盘，读写时其他硬盘处于闲置状态，不会导致过劳死。但JBOD的缺点是安全性偏低，读写速度和单块硬盘速度一样，没有任何的提升。
JBOD模式
然后介绍一下和JBOD模式相似的阵列模式UNRAID，UNRAID一听就不好惹，直译就是不组RAID，UNRAID本身是基于LINUX的RAID系统，和JBOD非常相似，实际上就是带冗余的JBOD，可以设定一块或者两块硬盘作为数据校验盘，校验盘要求比其他所有单个硬盘都大，允许坏一块或两块听盘的情况下恢复数据。
UNRAID
UNRAID优点明显：扩容非常方便，新买的硬盘直接插上去就能扩容，也不需要任何乱七八糟的校验，而且即使坏了多块硬盘，只是坏盘上的数据丢失整个阵列不会挂。UNRAID有两大缺点限制了它的应用，它本身是收费的，另外一个缺点和JBOD一样，就是写入慢，因为额外加了校验算法，实际写入速度可能比JBOD还慢。是所有阵列里最慢的。但可用空间很大，感觉适合对性能要求不高，只是用来存数据的朋友。
最后一个RAID模式就是RAID Z，RAID Z是基于ZFS系统的软RAID，ZFS是128位的文件系统，支持很多先进的特性，像是容量可以做到654位的千亿亿倍，可以创建包含多硬盘的存储池，新数据写入也不会覆盖旧数据，还有强大的快照功能。
RAID Z算是ZFS的特性之一，不需要额外软件或硬件就能实现RAID，RAID Z一共分为三级：RAID Z1类似RAID5 两盘存数据一盘存校验，RAID Z2类似RAID6 两盘存数据两盘存校验，RAID Z3安全程度最高，两盘存数据，三盘存校验。RAID Z配合ZFS的其他特性用起来很香，但RAID Z也有一些缺点，一是吃内存，ZFS需要用大量的内存做缓存，第二点是扩容空间麻烦。
最后的最后是一张常见磁盘阵列比较表，可以帮助理解
常用磁盘阵列比较表
感谢大家看到这里，相信大家也对RAID有一定了解了，还有疑问是的话欢迎大家留言讨论。如果你要问我推荐哪种RAID，我个人倾向于重要数据RAID1，次要数据不组RAID，如果是自组NAS可以试一下UNRAID，实际上各种RAID都一特定的应用场景，家用级存储不需要追求阵列，如果预算充足可以试一下安全性比较高的RAID6或者RAID10。好了今天就和大家聊到这了，下次有机会我们接着聊。
