RAID简概

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（1） 磁盘类型

机械硬盘（HDD）：Hard Disk Drive，即是传统普通硬盘，主要由：盘 片，磁头，盘片转轴及控制电机，磁头控制器，数据转换器，接口，缓存 等几个部分组成。机械硬盘中所有的盘片都装在一个旋转轴上，每张盘片 之间是平行的，在每个盘片的存储面上有一个磁头，磁头与盘片之间的距 离比头发丝的直径还小，所有的磁头联在一个磁头控制器上，由磁头控制 器负责各个磁头的运动。磁头可沿盘片的半径方向运动，加上盘片每分钟 几千转的高速旋转，磁头就可以定位在盘片的指定位置上进行数据的读写 操作。数据通过磁头由电磁流来改变极性方式被电磁流写到磁盘上，也可 以通过相反方式读取。硬盘为精密设备，进入硬盘的空气必须过滤。

固态硬盘（SSD）：Solid State Drive，用固态电子存储芯片阵列而制 成的硬盘，由控制单元和存储单元（FLASH芯片、DRAM芯片）组成。固态硬盘在接口的规范和定义、功能及使用方法上与普通硬盘的完全相同， 在产品外形和尺寸上也与普通硬盘一致
注：
相较于HDD，SSD在防震抗摔、传输速率、功耗、重量、噪音上有明显优 势，SSD传输速率性能是HDD的2倍。
相较于SSD，HDD在价格、容量、使用寿命上占有绝对优势

（2） RAID
概念：
磁盘阵列（Redundant Arrays of Independent Disks，RAID）是把相同的数据存储在多个硬盘的不同的地方的方法。通过把数据放在多个硬盘上，输入输出操作能以平衡的方式交叠，改良性能。因为多个硬盘增加了平均故障间隔时间，储存冗余数据也增加了容错。
功能：
提高IO能力： 磁盘并行读写
提高耐用性； 磁盘冗余来实现
级别延伸性：多块磁盘组织在一起的工作方式有所不同，可以多元组合
实现方式：
外接式磁盘阵列：通过扩展卡提供适配能力，最常被使用大型服务器上，具可热交换的特性
内接式RAID：主板集成RAID控制器 安装OS前在BIOS里配置，硬件阵列能够提供在线扩容、动态修改阵列级别、自动数据恢复、驱动器漫游、超高速缓冲等功能。它能提供性能、数据保护、可靠性、可用性和可管理性的解决方案。阵列卡专用的处理单元来进行操作。
软件RAID：通过OS实现，是指通过网络操作系统自身提供的磁盘管理功能将连接的普通SCSI卡上的多块硬盘配置成逻辑盘，组成阵列。
优缺点：
优点
提高传输速率。RAID通过在多个磁盘上同时存储和读取数据来大幅提高存储系统的数据吞吐量。在RAID中，可以让很多磁盘驱动器同时传输数据，而这些磁盘驱动器在逻辑上又是一个磁盘驱动器，所以使用RAID可以达到单个磁盘驱动器几倍、几十倍甚至上百倍的速率。这也是RAID最初想要解决的问题。
通过数据校验提供容错功能。普通磁盘驱动器无法提供容错功能， RAID容错是建立在每个磁盘驱动器的硬件容错功能之上的，所以它提供更高的安全性。在很多RAID模式中都有较为完备的相互校验/恢复的措施，甚至是直接相互的镜像备份，从而大大提高了RAID系统的容错度，提高了系统的稳定冗余性。
缺点
RAID 0没有冗余功能，如果一个磁盘（物理）损坏，则所有的数据都无法使用。
RAID 1磁盘的利用率最高只能达到50%(使用两块盘的情况下)，是所有RAID级别中最低的。
RAID0+1以理解为是RAID 0和RAID 1的折中方案。RAID 0+1可以为系统提供数据安全保障，但保障程度要比 Mirror低而磁盘空间利用率要比Mirror高。

（3） RAID常用级别
RAID-0, RAID-1, RAID-5, RAID-10
RAID-0：读、写性能提升； 可用空间：Nmin(S1,S2,...)；无容错能力；最少磁盘数：2, 2

它代表了所有RAID级别中最高的存储性能。RAID 0提高存储性能的原理是把连续的数据分散到多个磁盘上存取，这样，系统有数据请求就可以被多个磁盘并行的执行，每个磁盘执行属于它自己的那部分数据请求。这种数据上的并行操作可以充分利用总线的带宽，显著提高磁盘整体存取性能。
RAID-1：读性能提升、写性能略有下降； 可用空间：1min(S1,S2,...)；有冗余能力；最少磁盘数：2, 2N

RAID 1通过磁盘数据镜像实现数据冗余，在成对的独立磁盘上产生互 为备份的数据。当原始数据繁忙时，可直接从镜像拷贝中读取数据，因此RAID 1可以提高读取性能。RAID 1是磁盘阵列中单位成本最高的，但提供了很高的数据安全性和可用性。当一个磁盘失效时，系统可以自动切换到镜像磁盘上读写，而不需要重组失效的数据。
RAID-5：读、写性能提升；可用空间：(N-1)min(S1,S2,...)；有容错能力：允许最多1块磁盘损坏；最少磁盘数：3, 3+

RAID 5 是一种存储性能、数据安全和存储成本兼顾的存储解决方案。 RAID 5可以理解为是RAID 0和RAID 1的折中方案。RAID 5可以为系统提供数据安全保障，但保障程度要比Mirror低而磁盘空间利用率要比Mirror高。RAID 5具有和RAID 0相近似的数据读取速度，只是多了一个奇偶校验信息，写入数据的速度比对单个磁盘进行写入操作稍慢。同时由于多个数据对应一个奇偶校验信息，RAID 5的磁盘空间利用率要比RAID 1高，存储成本相对较低，是目前运用较多的一种解决方案。
RAID-10：读、写性能提升；可用空间：Nmin(S1,S2,...)/2；有容错能力：每组镜像最多只能坏一块；最少磁盘数：4, 4+

Raid 10是一个Raid 1与Raid0的组合体，它是利用奇偶校验实现条带集镜像，所以它继承了Raid0的快速和Raid1的安全。我们知道，RAID 1在这里就是一个冗余的备份阵列，而RAID 0则负责数据的读写阵列。其实，右图只是一种RAID 10方式，更多的情况是从主通路分出两路，做Striping操作，即把数据分割，而这分出来的每一路则再分两路，做Mirroring操作，即互做镜像。

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