RAID磁盘阵列是什么？磁盘阵列详解！

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RAID磁盘阵列是什么？磁盘阵列详解！

RAID（Redundant Arrays of Independent Disks，一说Redundant Arrays of Inexpensive Disks），中文名称叫立磁盘冗余阵列（廉价磁盘冗余阵列），简称磁盘阵列。它的作用呢，是在多块硬盘组成的阵列系统中，牺牲一块至多块硬盘的容量，来对数据的存储提供一定的容错能力。
我们先来简单假设一种使用情况：你拥有一些重要的数据，但是你并没有将这些数据进行备份，他们只存在于你台式机的单一硬盘中。那么一旦遇到台式机的硬盘损坏，你的这些数据只能去找数据恢复公司了；而如果你的台式机做了磁盘阵列，那么只需要替换阵列中坏掉的硬盘就可以重新恢复数据了。
这正是RAID的魅力所在。如果你只组建一个相对廉价的阵列，甚至不需要额外的硬件成本，只要你的主板支持RAID功能，就可以体验RAID给你带来的好处。
RAID都有哪些类型？
知道了RAID是什么之后，我们就来看看RAID都有哪些类型吧。根据RAID算法的不同，有RAID0、RAID1、RAID2、RAID3、RAID4、RAID5、RAID6、RAID7、RAID01/10、RAID50等等很多种，然而由于他们其中有一些的算法过于麻烦，日常使用中很少涉及。因此，我们这次的科普只涉及几种广泛使用的RAID类型：包含RAID0、RAID1、RAID5、RAID01/10四种。除此之外，我们还将顺带提及RAID6以及RAID50这两种稍麻烦点，但至少还有人用的阵列类型。至于剩下的嘛……就不多说啦。
▌RAID0（条带存储）
假设阵列中一共有n块硬盘，RAID0是将需要存储的数据以“条带（Stripe）”为单位分成n份，然后分别写入n块硬盘中。因此，RAID0将提供非常的读写性能。打个简单的比方，如果你要读写一个2G的文件，在普通硬盘上，要以单盘的速度读取/写入2G的数据；而如果在4盘RAID0阵列中，每个盘只需读取/写入500MB的数据，四个盘可以并行读取/写入，因此理论的读写速度将是单块硬盘的4倍。
但是严格的说，RAID0并不能算Redundant Array（冗余阵列），因为它并不提供冗余的容错机制。只要阵列中有一块硬盘坏掉，由于这块硬盘保存着所有数据（每个文件）的某一部分，因此所有数据都将无法读取，整个阵列中的数据将宣告报废。虽然RAID0的空间利用率可以达到1，但是容错率却是为0。因此，一般会辅以其他RAID类型来实现数据的冗余容错。
▌RAID1（镜像存储）
RAID1是安全的阵列方案，但也是空间利用率低的方案。RAID1将所有数据原封不动copy一份，放于另一块硬盘中。如果你用4块1T的硬盘组成RAID1阵列，可用空间甚至只有1T！因为剩下的3块硬盘中的数据与块硬盘一模一样。当然这也提供了坏n-1块硬盘的数据保障，只要任意一块硬盘是好的，就算剩余硬盘全部坏掉也可以读取数据。因此空间利用率只有1/n，而容错率高达（n-1）/n。但是由于空间利用率实在太低，一般来讲只用2块硬盘组成RAID1，再辅以其他RAID类型共同协作。
至于RAID1阵列组的性能，读取性能取决于阵列中快的硬盘（谁读的快就用谁的数据，反正数据都一样），而写入性能则取决于阵列中慢的硬盘（要等所有硬盘写入结束，才完成写入操作）。
热备盘与冷备盘（Hot Spare / Cold Spare）
讲到这里，大家想必已经对RAID阵列有一定的了解了，也见到了RAID的容错冗余能力。那么在继续剩下的RAID类型科普之前，我们先来讲一下，如果我在具有容错冗余能力的RAID阵列（即除去RAID0的其他RAID类型）中坏掉了一块硬盘，RAID阵列会如何自我进行恢复呢？
假如坏掉了一块盘，RAID1阵列将只有1块盘在正常运行，这时的RAID1阵列将处于降级（Degraded）状态，也就意味着当前阵列已无容错冗余能力，虽然还能继续运行，但是数据已经不安全，需要人为干预进行修复。对于我们来讲，只需要拔出坏掉的硬盘，换一块相同容量的、好的硬盘插上去，RAID1阵列就会自动开始恢复重建过程。简单来说，就是将剩余1块盘中的数据重新拷贝到新换上的这块盘中。根据硬盘大小的不同，阵列恢复重建过程将从十几小时到几十小时不等。
那能不能让阵列自动找一块好的硬盘来替换掉坏掉的盘呢？当然可以。我们可以为任何一种具有容错冗余能力的RAID阵列配备热备盘（Hot Spare）。简单来说，就是在建好RAID阵列后，再向其中插入1到多块与阵列中硬盘相同容量的盘，将其设置为Hot Spare模式。这些盘在阵列健康的时候就静静的呆在那，也不存数据，也没有读写访问。一旦阵列中有硬盘出问题，阵列处于Degraded状态时，RAID控制器会立即激活热备盘，开始阵列的恢复重建工作。
配备热备盘的好处是当阵列出现问题时，可以时间启动恢复重建操作，而不必等操作人员发现之后再手动操作。这样就避免了阵列在（降级后，操作人员发现之前）的这段时间内“带病运行”，增加了数据的可靠性。当然，缺点就是又增加了成本。
以上就是关于RAID磁盘阵列是什么？磁盘阵列详解的内容，希望能帮到您！
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