目錄

一、RAID基本功能

二、RAID常見級別

三、實現方式

1、軟件磁盤陣列

2、硬件磁盤陣列

四、熱備盤

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RAID（Redundant Array of Independent Disks）是一種通過將多個硬盤組合成一個邏輯單元來提升存儲性能、冗余性或兩者兼具的技術。

一、RAID基本功能

• 條帶化：將數據分割成塊并分布到多個磁盤上，提高讀寫性能。
• 鏡像：將數據復制到多個磁盤上，提供冗余。
• 奇偶校驗：通過計算校驗數據實現冗余，允許在磁盤故障時恢復數據。

二、RAID常見級別

RAID級別	最少磁盤數	特點	應用場景
RAID0（條帶化）	2	高性能，無冗余；任一磁盤故障導致數據丟失	高性能需求，非關鍵數據存儲
RAID1（鏡像）	2	數據完全復制，提供冗余備份；任何一個磁盤故障都不會丟失數據，磁盤利用率50%	關鍵數據存儲，高可靠性需求
RAID5（帶奇偶校驗的條帶化）	3	高讀取性能，寫性能較差，每次寫入都需要更新奇偶校驗數據，單磁盤冗余；磁盤利用率（N-1）/N	要求較高的數據讀寫性能和冗余保護場景
RAID6（雙奇偶校驗的條帶化）	4	寫性能較差，每次寫入需計算和更新兩個奇偶校驗，雙磁盤冗余性；磁盤利用率（N-2）/N	需要極高數據安全性的場景
RAID10（條帶化+鏡像）	4	非常高的讀寫性能，任何一個磁盤損壞都不會丟失數據；磁盤利用率50%	高性能與高可靠性需求

三、實現方式

1、軟件磁盤陣列

通過操作系統的RAID功能來實現磁盤陣列管理，通常不需要額外的硬件RAID控制器。

• 軟件RAID的管理和數據保護完全由操作系統的RAID驅動程序來處理。
• 數據通過CPU進行處理，操作系統負責條帶化、鏡像、校驗等操作。占用較多CPU資源。
• 軟件RAID配置和管理可以通過操作系統提供的命令行工具或圖形化界面來完成。

2、硬件磁盤陣列

通過專用的硬件RAID控制器來實現磁盤陣列的管理和數據保護。控制器通常是主板內置芯片或獨立的RAID卡，負責管理多個硬盤和RAID陣列的操作。

• 硬件RAID控制器通過專用的硬件來管理磁盤陣列的工作，包括數據的條帶化、鏡像、校驗等。
• 控制器通常配有緩存，可以提升性能，減少數據讀寫延遲。
• 硬件RAID控制器通常能夠自動重建陣列中的數據。

四、熱備盤

熱備盤（Hot Spare）是RAID存儲系統中的一種備用磁盤，通常并不會主動參與日常的數據讀寫操作，而是在主磁盤發生故障時自動接管故障磁盤的位置，保障RAID陣列的完整性和數據安全。配置熱備盤需要額外的硬盤，增加了硬件成本。

• 空閑狀態：在RAID陣列正常運行時，熱備盤處于空閑狀態，不參與正常的數據讀寫操作。它的存在是當硬盤故障時提供快速恢復。
• 自動接管：當RAID陣列中的一個磁盤發生故障時，熱備盤會自動替代故障磁盤。這個過程通常是自動的，RAID控制器會將數據重新分配到熱備盤上，使得RAID陣列能夠繼續工作，避免數據丟失。
• 重建過程：當熱備盤接管故障磁盤的位置后，RAID陣列會啟動數據重建過程，將丟失的數據從剩余磁盤中恢復到新的熱備盤上，確保數據的冗余性。