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(tǒng)中，犧牲一塊至多塊硬盤的容量，來對數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)，但是你并沒有將這些數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)只能去找數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)存儲在多個硬盤的不同的地方的方法。通過把數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(fā)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(nèi)，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(shù)據(jù)備份（logical data redundancy），而產(chǎn)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(fā)現(xiàn)，大量便宜磁盤組合并不能適用于現(xiàn)實的生產(chǎn)環(huán)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(shù)據(jù)校驗提供容錯功能,服務器會將數(shù)據(jù)寫入多個磁盤,如果某個磁盤發(fā)生故障時,此時仍能保證信息的可用性,重要數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)已分段的形式存儲到不同的硬盤之中,發(fā)生數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)冗余以防驅動器發(fā)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(shù)據(jù)。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(shù)據(jù)可靠性和 I/O 性能。磁盤陣列中，數(shù)據(jù)分散在多個磁盤中，然而對于計算機系統(tǒng)來說，就像一個單獨的磁盤。通過把相同數(shù)據(jù)同時寫入到多塊磁盤（典型地如鏡像），或者將計算的校驗數(shù)據(jù)寫入陣列中來獲得冗余能力，當單塊磁盤出現(xiàn)故障時可以保證不會導致數(shù)據(jù)丟失。有些 RAID 等級允許更多地 磁盤同時發(fā)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(jù)剩余磁盤中的數(shù)據(jù)和校驗數(shù)據(jù)重建丟失的數(shù)據(jù)，保證數(shù)據(jù)一致性和完整性。數(shù)據(jù)分散保存在 RAID 中的多個不同磁盤上，并發(fā)數(shù)據(jù)讀寫要大大優(yōu)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 。