RAID技術伴隨著使用者對高端的存儲功能和冗余的數據安全越來越高，使用者越來越多的需要接觸到這些知識，使用功能既可以由硬件來實現，也可以由軟件來實現，又該怎么配置？本文檔詳細的介紹了服務器做RAID的知識，希望對大家有一定的幫助。

一、RAID主要優勢

大容量：這是 RAID 的一個顯然優勢，它擴大了磁盤的容量，由多個磁盤組成的 RAID 系統具有海量的存儲空間。現在單個磁盤的容量就可以到 1TB 以上，這樣 RAID 的存儲容量就可以達到 PB 級，大多數的存儲需求都可以滿足。

高性能：RAID 的高性能受益于數據條帶化技術。單個磁盤的 I/O 性能受到接口、帶寬等計算機技術的限制，性能往往很有 限，容易成為系統性能的瓶頸。通過數據條帶化，RAID 將數據 I/O 分散到各個成員磁盤上，從而獲得比單個磁盤成倍增長的聚合 I/O性能。

用性和可靠性：從理論上講，由多個磁盤組成的 RAID 系統在可靠性方面應該比單個磁盤要差。這里有個隱含假定：單個磁盤故障將導致整個 RAID 不可用。 RAID 采用鏡像和數據校驗等數據冗余技術，打破了這個假定。鏡像是最為原始的冗余技術，把某組磁盤驅動器上的數據完全復制到另一組磁盤驅動器上，保證總有數據副本可用。。 RAID 冗余技術大幅提升數據可用性和可靠性，保證了若干磁盤出錯時，不 會導致數據的丟失，不影響系統的連續運行。

管理性：實際上， RAID 是一種虛擬化技術，它對多個物理磁盤驅動器虛擬成一個大容量的邏輯驅動器。 從用戶應用角度看，可使存儲系統簡單易用，管理也很便利。 由于 RAID 內部完成了大量的存儲管理工作，管理員只需要管理單個虛擬驅動器，可以節省大量的管理工作。 RAID 可以動態增減磁盤驅動器，可自動進行數據校驗和數據重建，這些都可以 大大簡化管理工作。

二、RAID陣列分級

RAID按照實現原理的不同分為不同的級別，不同的級別之間工作模式是有區別的，RAID技術主要包含RAID 0～RAID 7等數個規范，它們的側重點各不相同，常見的規范有如下幾種。

RAID 0：無差錯控制的帶區組(最少2個硬盤)

要實現RAID0必須要有兩個以上硬盤驅動器，RAID0實現了帶區組，數據并不是保存在一個硬盤上，而是分成數據塊保存在不同驅動器上。因為將數據分布在不同驅動器上，所以數據吞吐率大大提高，驅動器的負載也比較平衡。如果剛好所需要的數據在不同的驅動器上效率最好。它不需要計算校驗碼，實現容易。它的缺點是它沒有數據差錯控制，如果一個驅動器中的數據發生錯誤，即使其它盤上的數據正確也無濟于事了。不應該將它用于對數據穩定性要求高的場合。如果用戶進行圖象(包括動畫)編輯和其它要求傳輸比較大的場合使用RAID0比較合適。同時，RAID可以提高數據傳輸速率，比如所需讀取的文件分布在兩個硬盤上，這兩個硬盤可以同時讀取。那么原來讀取同樣文件的時間被縮短為1/2。

RAID 1：鏡象結構(最少2個硬盤)

對于使用這種RAID1結構的設備來說，RAID控制器必須能夠同時對兩個盤進行讀操作和對兩個鏡象盤進行寫操作。必須有兩個驅動器，因為是鏡象結構在一組盤出現問題時，可以使用鏡象，提高系統的容錯能力。它比較容易設計和實現。每讀一次盤只能讀出一塊數據，也就是說數據塊傳送速率與單獨的盤的讀取速率相同。因為RAID1的校驗十分完備，因此對系統的處理能力有很大的影響，通常的RAID功能由軟件實現，而這樣的實現方法在服務器負載比較重的時候會大大影響服務器效率。當您的系統需要極高的可靠性時，如進行數據統計，那么使用RAID1比較合適。而且RAID1技術支持“熱替換”，即不斷電的情況下對故障磁盤進行更換，更換完畢只要從鏡像盤上恢復數據即可。當主硬盤損壞時，鏡像硬盤就可以代替主硬盤工作。鏡像硬盤相當于一個備份盤，可想而知，這種硬盤模式的安全性是非常高的，但帶來的后果是硬盤容量利用率很低，只有50%，是所有RAID級別中最低的。

RAID5：分布式奇偶校驗的獨立磁盤結構 (最少3個硬盤)

它的奇偶校驗碼存在于所有磁盤上，RAID5的讀出效率很高，寫入效率一般，塊式的集體訪問效率不錯。因為奇偶校驗碼在不同的磁盤上，所以提高了可靠性。但是它對數據傳輸的并行性解決不好，而且控制器的設計也相當困難。RAID 3 與RAID 5相比，重要的區別在于RAID 3每進行一次數據傳輸，需涉及到所有的陣列盤。而對于RAID 5來說，大部分數據傳輸只對一塊磁盤操作，可進行并行操作。在RAID 5中有“寫損失”，即每一次寫操作，將產生四個實際的讀/寫操作，其中兩次讀舊的數據及奇偶信息，兩次寫新的數據及奇偶信息。

RAID6：帶有兩種分布存儲的奇偶校驗碼的獨立磁盤結構 (最少4個硬盤)

它是對RAID5的擴展，主要是用于要求數據絕對不能出錯的場合。當然了，由于引入了第二種奇偶校驗值，所以需要N+2個磁盤，同時對控制器的設計變得十分復雜，寫入速度也不好，用于計算奇偶校驗值和驗證數據正確性所花費的時間比較多，造成了不必須的負載。

RAID10：高可靠性與高效磁盤結構(最少2個硬盤)

這種結構無非是一個帶區結構加一個鏡象結構，因為兩種結構各有優缺點，因此可以相互補充，達到既高效又高速還可以的目的。大家可以結合兩種結構的優點和缺點來理解這種新結構。這種新結構的價格高，可擴充性不好。主要用于容易不大，但要求速度和差錯控制的數據庫中。

RAID0+1：? 01或10(最少4個偶數硬盤)

把RAID0和RAID1技術結合起來，即RAID0+1。數據除分布在多個盤上外，每個盤都有其物理鏡像盤，提供全冗余能力，允許一個以下磁盤故障，而不影響數據可用性，并具有快速讀/寫能力。要求至少4個硬盤才能作成RAID0+1。

RAID2(最少2個硬盤)、RAID3(最少3個硬盤)、RAID4(最少3個硬盤)較少實際應用，它們大多只在研究領域有實作。

三、RAID實現方法

軟 RAID 沒有專用的控制芯片和 I/O 芯片，完全由操作系統和 CPU 來實現所的 RAID 的功能。現代操作系統基本上都提供軟 RAID 支持，通過在磁盤設備驅動程序上添加一個軟件層，提供一個物理驅動器與邏輯驅動器之間的抽象層。目前，操作系統支持的最常見的 RAID 等級有 RAID0 、 RAID1 、 RAID10 、 RAID01 和 RAID5 等。比如，Windows Server 支持 RAID0 、 RAID1 和 RAID5 三種等級， Linux 支持 RAID0 、RAID1 、 RAID4 、 RAID5 、 RAID6 等， Mac OS X Server 、 FreeBSD 、NetBSD 、 OpenBSD 、 Solaris 等操作系統也都支持相應的 RAID 等級。

軟 RAID 由操作系統來實現，因此系統所在分區不能作為 RAID 的邏輯成員磁盤，軟 RAID 不能保護系統盤 D 。對于部分操作系統而言， RAID 的配置信息保存在系統信息中，而不是單獨以文件形式保存在磁盤上。這樣當系統意外崩潰而需要重新安裝時，RAID 信息就會丟失。另外，磁盤的容錯技術并不等于完全支持在線更換、熱插拔或熱交換，能否支持錯誤磁盤的熱交換與操作系統實現相關，有的操作系統熱交換。

硬 RAID 擁有自己的 RAID 控制處理與 I/O 處理芯片，甚至還有陣列緩沖，對 CPU的占用率和整體性能是三類實現中最優的，但實現成本也最高的。硬 RAID 通常都支持熱交換技術，在系統運行下更換故障磁盤。

硬 RAID 包含 RAID 卡和主板上集成的 RAID 芯片， 服務器平臺多采用 RAID 卡。RAID 卡由 RAID 核心處理芯片( RAID 卡上的 CPU )、端口、緩存和電池 4 部分組成。其中，端口是指 RAID 卡支持的磁盤接口類型，如 IDE/ATA 、 SCSI 、 SATA 、SAS 、 FC 等接口。

本文地址：https://www.idcbest.com/idcnews/11003886.html

總結

以上是生活随笔為你收集整理的服务器阵列工作原理,服务器RAID技术基础了解一下的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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