磁盤陣列(Redundant Arrays of Independent Disks恰响，RAID)
RAID 0
RAID 0是最早出現(xiàn)的RAID模式，即Data Stripping數(shù)據(jù)分條技術涌献。RAID 0是組建磁盤陣列中最簡單的一種形式胚宦，只需要2塊以上的硬盤即可，成本低燕垃，可以提高整個磁盤的性能和吞吐量枢劝。RAID 0沒有提供冗余或錯誤修復能力，但實現(xiàn)成本是最低的卜壕。
RAID 0最簡單的實現(xiàn)方式就是把N塊同樣的硬盤用硬件的形式通過智能磁盤控制器或用操作系統(tǒng)中的磁盤驅(qū)動程序以軟件的方式串聯(lián)在一起創(chuàng)建一個大的卷集您旁。在使用中電腦數(shù)據(jù)依次寫入到各塊硬盤中，它的最大優(yōu)點就是可以整倍的提高硬盤的容量轴捎。如使用了三塊80GB的硬盤組建成RAID 0模式鹤盒，那么磁盤容量就會是240GB。其速度方面侦副，各單獨一塊硬盤的速度完全相同侦锯。最大的缺點在于任何一塊硬盤出現(xiàn)故障，整個系統(tǒng)將會受到破壞秦驯，可靠性僅為單獨一塊硬盤的1/N尺碰。
為了解決這一問題，便出現(xiàn)了RAID 0的另一種模式。即在N塊硬盤上選擇合理的帶區(qū)來創(chuàng)建帶區(qū)集亲桥。其原理就是將原先順序?qū)懭氲臄?shù)據(jù)被分散到所有的四塊硬盤中同時進行讀寫洛心。四塊硬盤的并行操作使同一時間內(nèi)磁盤讀寫的速度提升了4倍。
在創(chuàng)建帶區(qū)集時题篷，合理的選擇帶區(qū)的大小非常重要词身。如果帶區(qū)過大，可能一塊磁盤上的帶區(qū)空間就可以滿足大部分的I/O操作番枚，使數(shù)據(jù)的讀寫仍然只局限在少數(shù)的一偿枕、兩塊硬盤上，不能充分的發(fā)揮出并行操作的優(yōu)勢户辫。另一方面渐夸，如果帶區(qū)過小，任何I/O指令都可能引發(fā)大量的讀寫操作渔欢，占用過多的控制器總線帶寬墓塌。因此，在創(chuàng)建帶區(qū)集時奥额，我們應當根據(jù)實際應用的需要苫幢，慎重的選擇帶區(qū)的大小。
帶區(qū)集雖然可以把數(shù)據(jù)均勻的分配到所有的磁盤上進行讀寫垫挨。但如果我們把所有的硬盤都連接到一個控制器上的話韩肝，可能會帶來潛在的危害。這是因為當我們頻繁進行讀寫操作時九榔，很容易使控制器或總線的負荷 超載哀峻。為了避免出現(xiàn)上述問題，建議用戶可以使用多個磁盤控制器哲泊。最好解決方法還是為每一塊硬盤都配備一個專門的磁盤控制器剩蟀。
雖然RAID 0可以提供更多的空間和更好的性能，但是整個系統(tǒng)是非常不可靠的切威，如果出現(xiàn)故障育特，無法進行任何補救。所以先朦，RAID 0一般只是在那些對數(shù)據(jù)安全性要求不高的情況下才被人們使用缰冤。
RAID1
RAID 1稱為磁盤鏡像，原理是把一個磁盤的數(shù)據(jù)鏡像到另一個磁盤上喳魏，也就是說數(shù)據(jù)在寫入一塊磁盤的同時棉浸，會在另一塊閑置的磁盤上生成鏡像文件，在不影響性能情況下最大限度的保證系統(tǒng)的可靠性和可修復性上截酷，只要系統(tǒng)中任何一對鏡像盤中至少有一塊磁盤可以使用涮拗，甚至可以在一半數(shù)量的硬盤出現(xiàn)問題時系統(tǒng)都可以正常運行,當一塊硬盤失效時乾戏，系統(tǒng)會忽略該硬盤迂苛，轉而使用剩余的鏡像盤讀寫數(shù)據(jù)三热，具備很好的磁盤冗余能力。雖然這樣對數(shù)據(jù)來講絕對安全三幻，但是成本也會明顯增加就漾，磁盤利用率為50%，以四塊80GB容量的硬盤來講念搬，可利用的磁盤空間僅為160GB抑堡。另外，出現(xiàn)硬盤故障的RAID系統(tǒng)不再可靠朗徊，應當及時的更換損壞的硬盤首妖，否則剩余的鏡像盤也出現(xiàn)問題，那么整個系統(tǒng)就會崩潰爷恳。更換新盤后原有數(shù)據(jù)會需要很長時間同步鏡像有缆，外界對數(shù)據(jù)的訪問不會受到影響，只是這時整個系統(tǒng)的性能有所下降温亲。因此棚壁，RAID 1多用在保存關鍵性的重要數(shù)據(jù)的場合。
RAID 1主要是通過二次讀寫實現(xiàn)磁盤鏡像栈虚，所以磁盤控制器的負載也相當大袖外，尤其是在需要頻繁寫入數(shù)據(jù)的環(huán)境中。為了避免出現(xiàn)性能瓶頸魂务，使用多個磁盤控制器就顯得很有必要曼验。
3、RAID0+1
從RAID 0+1名稱上我們便可以看出是RAID0與RAID1的結合體粘姜。在我們單獨使用RAID 1也會出現(xiàn)類似單獨使用RAID 0那樣的問題蚣驼，即在同一時間內(nèi)只能向一塊磁盤寫入數(shù)據(jù)，不能充分利用所有的資源相艇。為了解決這一問題颖杏，我們可以在磁盤鏡像中建立帶區(qū)集。因為這種配置方式綜合了帶區(qū)集和鏡像的優(yōu)勢坛芽，所以被稱為RAID 0+1留储。把RAID0和RAID1技術結合起來，數(shù)據(jù)除分布在多個盤上外咙轩，每個盤都有其物理鏡像盤获讳，提供全冗余能力，允許一個以下磁盤故障活喊，而不影響數(shù)據(jù)可用性丐膝，并具有快速讀/寫能力。RAID0+1要在磁盤鏡像中建立帶區(qū)集至少4個硬盤。
RAID: LSI MegaRAID帅矗、Nytro和Syncro
MegaRAID偎肃、Nytro和Syncro都是LSI 針對RAID而推出的解決方案，并且一直在創(chuàng)造更新浑此。
LSI MegaRAID的主要定位是保護數(shù)據(jù)累颂，通過高性能、高可靠的RAID控制器功能凛俱，為數(shù)據(jù)提供高級別的保護紊馏。LSI MegaRAID在業(yè)界有口皆碑。
LSI Nytro的主要定位是數(shù)據(jù)加速蒲犬，它充分利用當今備受追捧的閃存技術朱监，極大地提高數(shù)據(jù)I/O速度。LSI Nytro包括三個系列:LSI Nytro WarpDrive加速卡原叮、LSI Nytro XD 應用加速存儲解決方案和LSI Nytro MegaRAID 應用加速卡赫编。Nytro MegaRAID主要用于DAS環(huán)境，Nytro WarpDrive加速卡主要用于SAN和NAS環(huán)境篇裁，Nytro XD解決方案由Nytro WarpDrive加速卡和Nytro XD 智能高速緩存軟件兩部分構成沛慢。
LSI Syncro的定位主要用于數(shù)據(jù)共享，提高系統(tǒng)的可用性达布、可擴展性团甲，降低成本。
LSI通過MegaRAID提供基本的可靠性保障;通過Nytro實現(xiàn)加速;通過Syncro突破容量瓶頸黍聂，讓價格低廉的存儲解決方案可以大規(guī)模擴展躺苦，并且進一步提高可靠性。
RAID2:帶海明碼校驗
從概念上講产还，RAID 2 同RAID 3類似匹厘， 兩者都是將數(shù)據(jù)條塊化分布于不同的硬盤上， 條塊單位為位或字節(jié)脐区。然而RAID 2 使用一定的編碼技術來提供錯誤檢查及恢復愈诚。這種編碼技術需要多個磁盤存放檢查及恢復信息，使得RAID 2技術實施更復雜牛隅。因此,在商業(yè)環(huán)境中很少使用炕柔。下圖左邊的各個磁盤上是數(shù)據(jù)的各個位，由一個數(shù)據(jù)不同的位運算得到的海明校驗碼可以保存另一組磁盤上媒佣。由于海明碼的特點匕累，它可以在數(shù)據(jù)發(fā)生錯誤的情況下將錯誤校正，以保證輸出的正確默伍。它的數(shù)據(jù)傳送速率相當高欢嘿，如果希望達到比較理想的速度衰琐，那最好提高保存校驗碼ECC碼的硬盤，對于控制器的設計來說炼蹦，它又比RAID3羡宙，4或5要簡單。沒有免費的午餐框弛，這里也一樣辛辨，要利用海明碼捕捂，必須要付出數(shù)據(jù)冗余的代價瑟枫。輸出數(shù)據(jù)的速率與驅(qū)動器組中速度最慢的相等。
RAID3:帶奇偶校驗碼的并行傳送
這種校驗碼與RAID2不同指攒，只能查錯不能糾錯慷妙。它訪問數(shù)據(jù)時一次處理一個帶區(qū)，這樣可以提高讀取和寫入速度允悦。校驗碼在寫入數(shù)據(jù)時產(chǎn)生并保存在另一個磁盤上膝擂。需要實現(xiàn)時用戶必須要有三個以上的驅(qū)動器，寫入速率與讀出速率都很高隙弛，因為校驗位比較少架馋，因此計算時間相對而言比較少。用軟件實現(xiàn)RAID控制將是十分困難的全闷，控制器的實現(xiàn)也不是很容易叉寂。它主要用于圖形(包括動畫)等要求吞吐率比較高的場合。不同于RAID 2总珠，RAID 3使用單塊磁盤存放奇偶校驗信息屏鳍。如果一塊磁盤失效，奇偶盤及其他數(shù)據(jù)盤可以重新產(chǎn)生數(shù)據(jù)局服。 如果奇偶盤失效钓瞭，則不影響數(shù)據(jù)使用。RAID 3對于大量的連續(xù)數(shù)據(jù)可提供很好的傳輸率淫奔，但對于隨機數(shù)據(jù)山涡，奇偶盤會成為寫操作的瓶頸。
RAID4:帶奇偶校驗碼的獨立磁盤結構
RAID4和RAID3很象唆迁，不同的是鸭丛，它對數(shù)據(jù)的訪問是按數(shù)據(jù)塊進行的，也就是按磁盤進行的媒惕，每次是一個盤系吩。在圖上可以這么看，RAID3是一次一橫條妒蔚，而RAID4一次一豎條穿挨。它的特點和RAID3也挺象月弛，不過在失敗恢復時，它的難度可要比RAID3大得多了科盛，控制器的設計難度也要大許多帽衙，而且訪問數(shù)據(jù)的效率不怎么好。
RAID5:分布式奇偶校驗的獨立磁盤結構
從它的示意圖上可以看到贞绵，它的奇偶校驗碼存在于所有磁盤上厉萝，其中的p0代表第0帶區(qū)的奇偶校驗值，其它的意思也相同榨崩。RAID5的讀出效率很高谴垫，寫入效率一般，塊式的集體訪問效率不錯母蛛。因為奇偶校驗碼在不同的磁盤上翩剪，所以提高了可靠性。但是它對數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟⑿行越鉀Q不好彩郊，而且控制器的設計也相當困難前弯。RAID 3 與RAID 5相比，重要的區(qū)別在于RAID 3每進行一次數(shù)據(jù)傳輸秫逝，需涉及到所有的陣列盤恕出。而對于RAID 5來說，大部分數(shù)據(jù)傳輸只對一塊磁盤操作违帆，可進行并行操作浙巫。在RAID 5中有"寫損失"，即每一次寫操作前方，將產(chǎn)生四個實際的讀/寫操作狈醉，其中兩次讀舊的數(shù)據(jù)及奇偶信息，兩次寫新的數(shù)據(jù)及奇偶信息惠险。
RAID6:帶有兩種分布存儲的奇偶校驗碼的獨立磁盤結構
名字很長苗傅，但是如果看到圖，大家立刻會明白是為什么班巩，請注意p0代表第0帶區(qū)的奇偶校驗值渣慕，而pA代表數(shù)據(jù)塊A的奇偶校驗值。它是對RAID5的擴展抱慌，主要是用于要求數(shù)據(jù)絕對不能出錯的場合逊桦。當然了，由于引入了第二種奇偶校驗值抑进，所以需要N+2個磁盤强经，同時對控制器的設計變得十分復雜，寫入速度也不好寺渗，用于計算奇偶校驗值和驗證數(shù)據(jù)正確性所花費的時間比較多匿情，造成了不必須的負載兰迫。我想除了軍隊沒有人用得起這種東西。
RAID7:優(yōu)化的高速數(shù)據(jù)傳送磁盤結構
RAID7所有的I/O傳送均是同步進行的炬称，可以分別控制汁果，這樣提高了系統(tǒng)的并行性，提高系統(tǒng)訪問數(shù)據(jù)的速度;每個磁盤都帶有高速緩沖存儲器玲躯，實時操作系統(tǒng)可以使用任何實時操作芯片据德，達到不同實時系統(tǒng)的需要。允許使用SNMP協(xié)議進行管理和監(jiān)視跷车，可以對校驗區(qū)指定獨立的傳送信道以提高效率棘利。可以連接多臺主機姓赤，因為加入高速緩沖存儲器赡译，當多用戶訪問系統(tǒng)時仲吏，訪問時間幾乎接近于0不铆。由于采用并行結構，因此數(shù)據(jù)訪問效率大大提高裹唆。需要注意的是它引入了一個高速緩沖存儲器誓斥，這有利有弊，因為一旦系統(tǒng)斷電许帐，在高速緩沖存儲器內(nèi)的數(shù)據(jù)就會全部丟失劳坑，因此需要和UPS一起工作。當然了成畦，這么快的東西距芬，價格也非常昂貴。
RAID10:高可靠性與高效磁盤結構
這種結構無非是一個帶區(qū)結構加一個鏡象結構循帐，因為兩種結構各有優(yōu)缺點框仔，因此可以相互補充，達到既高效又高速的目的拄养。大家可以結合兩種結構的優(yōu)點和缺點來理解這種新結構离斩。這種新結構的價格高，可擴充性不好瘪匿。主要用于數(shù)據(jù)容量不大跛梗，但要求速度和差錯控制的數(shù)據(jù)庫中。
RAID53:高效數(shù)據(jù)傳送磁盤結構
越到后面的結構就是對前面結構的一種重復和再利用棋弥，這種結構就是RAID3和帶區(qū)結構的統(tǒng)一核偿，因此它速度比較快，也有容錯功能顽染。但價格十分高漾岳，不易于實現(xiàn)聂薪。這是因為所有的數(shù)據(jù)必須經(jīng)過帶區(qū)和按位存儲兩種方法，在考慮到效率的情況下蝗羊，要求這些磁盤同步真是不容易藏澳。
