大家遭遇過電腦硬碟故障導致所有資料丟失的情況嗎？
得知資料無法恢復後欲哭無淚，一想到幾年來儲存的生活影像、學習資料，辛苦積累的實驗資料竟蕩然無存，簡直是心痛到無法呼吸！
個人資料丟失已令人難以接受，萬一企業級伺服器的儲存系統崩盤，比如銀行的金融伺服器、網際網路企業的訓練伺服器發生資料丟失，影響更是難以估量。
為避免此類情況，同時為提高海量資料的讀寫速率，RAID（Redundant Arrays of Independent Disks，獨立冗餘磁碟陣列）應運而生。
為了更好地認識RAID，我們先來了解以下概念。
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硬碟,磁碟,磁碟陣列？傻傻分不清楚
硬碟
即硬磁碟，作為現代計算機的主要儲存裝置，容量大，讀寫快，主要分為新式固態硬碟、傳統機械硬碟和混合硬碟。
軟盤
既然有硬磁碟，當然也有軟磁碟（即軟盤）。軟盤是早期個人計算機使用的可移動儲存介質，彼時常用容量僅1。4MB的3。5英寸軟盤，讀寫速度慢，早已淡出市場。
軟、硬磁碟統稱為磁碟，“磁”表示利用磁記錄技術儲存資料。
磁碟陣列
RAID即由獨立磁碟構成的具有冗餘能力的陣列，簡稱磁碟陣列。
一般電腦配備1~2個硬碟即可滿足基本需求，而企業伺服器對於資料的儲存容量和讀寫速度要求極高，普通硬碟遠遠無法滿足。於是工程師們將多個獨立硬碟組成一個超大容量組，以提供比單盤更高的儲存效能、I/O效能、可靠性。
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初識RAID的一些疑問
初識RAID，可能對概念還有一些疑問，小編先進行簡單答疑~
原來RAID就是疊加了多層不同Buff的一個大硬碟呀？
嚴格來說，RAID是一種多硬碟運作方式，是一項高效能儲存技術。為便於理解，可以將RAID視為：多塊普通硬碟透過不同形式組合而成的一塊具有加成效果的大硬碟。
原來如此~RAID與單純增加硬碟相比，有什麼區別嗎？
增加硬碟只是增加儲存空間，每次仍然只能讀寫一個盤，硬碟一旦損壞將導致資料丟失。而在RAID中，資料分散儲存在多個硬碟上，透過並行處理提高讀寫資料的頻寬和速度。並且多個硬碟同時工作增加了平均故障間隔時間，即便某個硬碟故障，及時替換便不會影響整個陣列的正常工作，還能夠還原故障硬碟中的資料。
明白了！也就是說RAID能大幅度提高硬碟組的資料吞吐量，並且提供容錯功能，保障資料安全。
這波總結非常到位！下面向大家介紹RAID如何組合硬碟來實現這些功能。
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RAID級別
RAID主要利用分條、映象、資料校驗這三種技術來組合硬碟。首先介紹四種標準型RAID。
RAID 0
又稱為條帶化或分條，將連續資料（A1 ~ A8）分散寫入多個硬碟，能夠併發執行讀寫，充分利用匯流排頻寬，儲存效能最高。一旦單盤故障將威脅資料安全，只適用於不求安全、只求速度的場景。
有更安全的方案嗎？
RAID 1
又稱映象，將一段資料（A1 ~ A4）分別寫入工作盤和映象盤，相當於全自動實時備份，資料安全性最高。但實現成本高，硬碟利用率低，僅適用於全力保障安全的場景，如金融、監控伺服器。
有兼顧效能和安全的方案嗎？
RAID 5
將連續資料分散（A1 ~ A3， B1 ~ B3， C1 ~ C3， D1 ~ D3）和相應的奇偶校驗資訊（Ap， Bp， Cp， Dp， Ep）分別寫入不同硬碟，單盤故障時可以利用正常盤資料與奇偶校驗資訊進行異或來恢復資料。RAID 5兼顧儲存的效能、成本、可靠性，常見於民用的各類私有NAS伺服器。
兩塊硬碟同時損壞怎麼辦呢？
RAID 6
在RAID 5的基礎上增加了一組奇偶校驗資訊（Aq， Bq， Cq， Dq， Eq），兩組獨立的奇偶校驗資訊可以實現雙重校驗，在兩塊硬碟同時損壞的情況下也能恢復資料。RAID 6讀效能與容錯效能更高，但寫效能低，實現成本高。
將標準型RAID“做加法”，可獲取以下三種平衡效能與可靠性的混合型RAID。
RAID 1+RAID 0=RAID 10
RAID 10可理解為：用四個硬碟（Disk 0和Disk 1，Disk 2和Disk 3）分別組成兩個RAID 1，再將兩個RAID 1組成一個RAID 0。RAID 10兼具二者優點，但硬碟利用率不高。
RAID 5+RAID 0=RAID 50
RAID 50中，由多個RAID 5卷組成一個RAID 0，RAID 50可以承擔多個卷內同時發生單盤故障的風險，極大提升了容錯能力，同時繼承了RAID 0的高儲存效能。
RAID 6+RAID 0=RAID 60
RAID 60整體結構及特點與RAID 50相似，還繼承了RAID 6的優點，即便多個RAID 6卷內同時發生雙盤故障，也不會影響資料的安全性。
各級RAID在讀寫效能和安全可靠性之間各有側重，小編做出以下總結：
由表可知，RAID特點是：實現更大的容量、更高的I/0效能、更強的資料安全可靠性。
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怎麼才能用上RAID呢？
讀到這裡，相信大家已經知道了RAID的優點，但可能對於如何使用RAID仍心存困惑。其實，RAID有以下三種實現方式：
軟體RAID
集成於伺服器作業系統中，配置管理簡單，成本低，所有任務均由CPU執行，導致CPU負荷重，整體效能較差。
硬體RAID
具備計算單元與I/O處理器，獨立於作業系統來管理RAID配置。比如外接式磁碟陣列櫃、內接式磁碟陣列卡。雖然成本較高，但使用和配置更靈活，能夠提供更好的效能，充分發揮RAID的特點，因此應用規模更大。
軟硬混合RAID
擁有RAID控制器和驅動程式，但缺乏I/O處理器，仍需要依靠驅動程式來執行任務。
PCIe形式的RAID卡的外部結構如下圖所示。
RAID卡不僅結合RAID Cache，提升資料的讀寫和傳輸效能，而且提供了一些強大功能，如：
■ 硬碟直通：使用者指令直接透傳到硬碟。
■ 硬碟節能：允許硬碟在空閒時停轉。
■ 資料掉電保護：提供超級電容進行供電及電量校準。
■ 熱備份：提供熱備盤自動替換故障盤，未設定熱備盤時則自動使用空閒盤替換故障盤。
■一致性校驗：定期計算資料並與對應的冗餘資料進對比，若不一致將自動修復並儲存錯誤資訊。
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總結
隨著硬碟介面和處理器等技術的逐步發展，RAID技術日漸成熟，憑藉其大容量、高效能、可靠可控等優勢，廣泛應用於中大型資料庫、高效能計算、網際網路應用等領域，滿足廣大企業使用者對資料儲存容量、I/O效能、資料安全性、業務連續性等多方面需求。
目前，關於RAID已湧現了負載均衡、故障檢測、隔離恢復等許多技術，期待未來能夠迸發出革命性的新技術，推動RAID的長足進步。
如果你以前不瞭解RAID，希望你能透過這篇文章收穫一些新知識。
如果你瞭解RAID，歡迎在留言區分享更多新知識。