磁盘阵列是什么，意思，设备
Time:2023-06-30 20:25:20
关于磁盘阵列是什么的问题，我们总结了以下几点，给你解答：
磁盘阵列是什么
独立磁盘冗余阵列（Redundant Arrays of Independent Disks，RAID），是把相同的数据分块存储在多块磁盘的解决方案，其基本作用就是把多个相同容量的硬盘组合起来，使其成为一个同时具备大容量和快速读写特性的硬盘组，RAID把多个磁盘组合成一个逻辑分区，PC将多个硬盘组成的RAID当成一个逻辑单元。实际上，RAID是一种虚拟化技术，它将多个物理磁盘驱动器虚拟成一个大容量的逻辑驱动器，RAID内部由控制器或者程序来管理存储工作，管理员只需管理单个虚拟驱动器，而无需分别管理每块硬盘，RAID 可以动态增减磁盘驱动器，可自动进行数据校验和数据重建，大大简化了硬盘管理的工作。不同版本的RAID比单块硬盘有以下几点好处：
增强数据集成度增强容错率增加容量和读写速度
但需要注意的是，RAID只对顺序读写速度有提升，也就是日常移动文件和传输数据，而对系统响应，应用加载和游戏加载没有太大帮助，因为这些主要取决于4K随机读写和硬盘响应速度（寻道时间），由于机械硬盘的物理结构缺陷，响应速度无论如何都达不到固态硬盘的水平，所以RAID一般用于服务器和NAS上，但如果你有两块相同的硬盘，组一个RAID提升读写也不妨。下面是性能对比，图片来源于互联网（杀人书警告）
SSD，单块硬盘，RAID0对比
磁盘阵列大家族
RAID根据数据处理和存储方式的不同可以分为多种级别，如上图所示，下面来简单介绍比较常用的几个RAID级别RAID0RAID0亦称stripe，一般用作提速和扩容，它在所有版本中存储性能最高，而稳定性最低，和RAID1是两个极端，它的优点也是它的缺点：把连续的数据分散到多个磁盘上存取，处理数据时多个物理磁盘并行工作，每块磁盘负责存储一部分数据，从而充分利用总线（Bus）带宽，增加读写速度，但这样也导致任何一块磁盘失效，所有的数据都会丢失，安全性最低。实现RAID0至少需要两块硬盘，RAID0的总容量是所有单硬盘容量的总和，读写速度为单块硬盘速度X组成RAID的硬盘数，随机和持续读写都比单块硬盘要好。总的来说，RAID0的读写速度最快，硬盘利用率最高，如果对数据安全没有过度要求（RAID0一时爽），可以考虑装机时买几块硬盘和RAID卡组一个RAID0来加快数据传输的速度。
RAID0示意
RAID1RAID1通过两组以上的N个磁盘互作镜像，一般用于数据安全要求高的服务器或主机，RAID 1的每一个磁盘都具有一个对应的镜像盘，任何时候数据都同步镜像，系统可以从一组镜像盘中的任何一个磁盘读取数据。因此RAID1的容错率和稳定性最高，只要有任何一块物理磁盘完好，数据就不会丢失，具有很高的数据冗余能力，但是相应的成本也会更高。实现RAID1需要的磁盘数最少为2块，无论几块硬盘组成RAID1，可使用的容量都为单块硬盘的容量，如果硬盘容量不相同，则组成raid1后虚拟磁盘的容量为几块硬盘中容量最小的硬盘的容量，由于数据写入时需要写入多块硬盘并做比较，所以写入速度较慢，同时，如果两块硬盘的速度不同的话，那么速度较快的那块硬盘依然会停下来等待速度较慢的那块硬盘完成任务之后再进行下一步行动。总的来说，RAID1的数据安全程度最高，但可用容量最低，仅为单块硬盘的容量，如果对数据安全有极致的要求，可以使用RAID1。
RAID1示意
RAID10（RAID0+1）RAID10其实是RAID0和RAID1的组合，至少需要4块硬盘，将任意N块（N最好为2的倍数，否则会造成浪费）硬盘组成RAID1，这几块组成RAID1的硬盘又可以看成一块大容量硬盘，再将两个或多个组成RAID1的硬盘组组一个RAID0，这样既保证了速度，又保证了安全，并且只有在其中一个硬盘组的数据完全损坏的情况下，才会丢失数据。
RAID10示意
RAID5RAID5是RAID0和RAID1的折中方案，RAID5在RAID0的基础上增加了奇偶校验信息，把数据和相对应的奇偶校验信息存储到组成RAID5的各个磁盘上，并且奇偶校验信息和相对应的数据分别存储于不同的磁盘上，也就是说有相当于一块磁盘容量的空间用于存储奇偶校验信息，且当一块硬盘损坏时，系统能根据存储的校验信息恢复损坏的数据，但最大只能损坏一块硬盘，写入数据时数据会分成几部分分别写入到组成RAID的硬盘中，同时生成并写入奇偶校验信息，还能在损坏的硬盘被更换后根据其它硬盘上的校验信息恢复损坏硬盘上的数据，从而保证可靠性。组成RAID5的硬盘至少需要3块，RAID5可用的磁盘容量为N-1个单块硬盘的容量，N为组成RAID5硬盘的数量，读写速度为N-1个单块硬盘最大读写速度。总的来说，RAID5就好像RAID0的升级版，用一块硬盘的代价换来了更快的读写和较高的可靠性，以及更大的容量，如果你不希望数据丢失，又想要更快的读写和更大的容量，那么可以选择RAID5。
RAID5示意
RAID6RAID6在RAID5的基础上，增加了一位校验信息，也就是增加了一个奇偶校验块，它比RAID5的可靠性更高一些，同时存储校验信息的硬盘也从一块增加到了两块，相应的，组成RAID6的硬盘也从至少3块增加到了至少四块，读写速度为N-2个单块硬盘最大读写，可用容量为N-2个单块硬盘容量，最大容错为2块，也就是两块硬盘同时坏掉，根据统计学原理，这件事发生的概率为两块硬盘损坏概率相乘，大大增加了稳定性。
RAID6示意
RAID0,1,5,6,10涵盖了大部分日常使用场景，RAID2,3,4就不多作介绍，感兴趣的可以自行百度。下面来了解一下如何实现RAIDRAID有两种实现方式：硬件磁盘阵列（硬RAID），软件磁盘阵列（软RAID）硬件磁盘阵列硬RAID：全部通过硬件来实现RAID功能的磁盘阵列，分为基于主机和基于阵列的硬件RAID基于主机的硬RAID一般是将RAID控制器集成在主板上（一般是南桥），优点是不必占用PCIe槽，更方便管理，成本也更低，但缺点是会占用CPU资源，而且会增加南桥芯片和Bus负载，速度方面也不如自带CPU和缓存的阵列卡。基于阵列的硬RAID就是我们通常所说的阵列卡，阵列卡上集成了RAID控制器，高速缓存，CPU等，能很好地独立处理大量读写需求而不占用系统的资源，有的阵列卡还自带电池，以保障数据安全。阵列卡根据协议不同，有IDE阵列卡，SAS阵列卡，SATA阵列卡和SCSI阵列卡，IDE性能过于低下，已经被时代淘汰，比较常见的是SATA阵列卡，它主要用于大容量的数据存储领域，家用NAS，网吧等地方都能见到它的身影，但性能不及SCSI（Small Computer System Interface，小型计算机接口）和SAS（Serial Attached SCSI，串行连接SCSI接口）阵列卡，SAS是并行SCSI接口之后开发出的全新接口，是新一代的SCSI接口，采用并行接口时，传输数据和信号的总线是复用的，传输速率会受到一定限制。如若提高传输速率，那么传输的数据和信号往往会产生干扰，导致错误。在这种情况下，串行接口技术就产生了，SATA（Serial AT Attachment，串行ATA接口）和SAS都是串行接口技术应用的例子，SATA可以看做是SAS的一个子集，SAS性能更好，扯远了，SAS阵列卡主要用于数据中心和有高性能稳定RAID解决方案需要的场所，比如高端工作站或服务器，SCSI可以看做是SAS的前辈，目前已经基本淘汰。
SATA阵列卡
软件磁盘阵列软RAID使用基于主机和操作系统的软件来提供RAID功能，这样就使得软RAID几乎不需要成本，你只需要安装好软件和硬盘，用鼠标点一点就能实现RAID功能（Windows的软RAID只要打开自带的磁盘管理并进行相关操作即可，具体请自行百度或者等我下一篇教程XD），但相应的，由于没有独立的CPU和缓存，软RAID要占用主机的一部分资源，且需要CPU来进行RAID运算，会影响系统的整体性能，且只支持有限的RAID级别，数据的安全性完全不如硬RAID，软RAID 与主机操作系统绑定，因此，需要对软RAID或操作系统升级进行兼容性验证，只有当RAID 软件和操作系统兼容时，才能进行升级。一般不推荐使用软RAID，怕麻烦（其实装系统更麻烦）或者想试试水，尝个鲜的朋友可以试试。
这只是个图例
天上不会掉馅饼，一分钱一分货的道理对任何消费者都适用，不要指望几块便宜的机械硬盘能跟SSD打，RAID也只是人们为了提升效率找到的一种解决方案（奇技淫巧XD），在摩尔定律的驱使下，未来的大容量SSD一定会更加便宜高速，也肯定会出现新技术解决机械硬盘响应速度慢等问题，我们需要做的，就是等（等等党究极胜利！），还有，准备好自己的钱包。
磁盘阵列是什么设备
RAID，为Redundant Arrays of Independent Disks的简称，中文为廉价冗余磁盘阵列。在1987年由美国柏克莱大学提出RAID（Redundant Arrayof Inexpensive Disks）理论，作为高性能的存储系统，巳经得到了越来越广泛的应用。RAID的级别从RAID概念的提出到现在，巳经发展了多个级别，有明确标准级别分别是0、1、2、3、4、5等。但是最常用的是0、1、3、5四个级别。其他还有6、7、10、30、50等。RAID为使用者降低了成本、增加了执行效率，并提供了系统运行的稳定性。
标准的RAID写操作，包括如：RAID4或RAID5中所必需的校验计算，需包括以下几个步骤：
（1）以校验盘中读取数据
（2）以目标数据盘中读取数据
（3）以旧校验数据，新数据及已存在数据，生成新的校验数据
（4）将新校验数据写入校验盘
（5）将新数据写入目标数据盘
当主机将一个待写入阵列RAID组中的数据发送到阵列时，阵列控制器将该数据保存在缓存中并立即报告主机该数据的写入工作已完成。该数据写入到阵列硬盘的工作由阵列控制器完成，该数据可继续存放在Cache中直到Cache满，而且要为新数据腾出空间而必须刷新时或阵列需停机时，控制器会及时将该数据从Cache写入阵列硬盘中。
这种缓存回写技术使得主机不必等待RAID校验计算过程的完成，即可处理下一个读写任务，这样，主机的读写效率大为增加。当主机命令将一个数据写入硬盘，则阵列控制器将该数据写入缓存最上面的位置，只有新数据才会被控制器按Write-Back Cache的方式最后写入硬盘。
RAID级别
NRAID：
硬盘连续使用。NRAID 意思是不使用RAID功能。它使用硬盘的总容量组成逻辑碟（不使用条块读写）。换句话说，它生成的逻辑碟容量就是物理碟容量的总和。此外，NRAID 不提供资料的备余。
JBOD：
JBOD 的含意是控制器将机器上每颗硬盘都当作单独的硬盘处理，因此每颗硬盘都被当作单颗独立的逻辑碟使用。此外，JBOD并不提供资料备余的功能。
RAID0：RAID 0 - Disk Stripping without parity (常用)
又称数据分块，即把数据分成若干相等大小的小块，并把它们写到阵列上不同的硬盘上，这种技术又称“Stripping”（即将数据条带化），这种把数据分布在多个盘上，在读写时是以并行的方式对各硬盘同时进行操作。从理论上讲，其容量和数据传输率是单个硬盘的N倍。N为构成RAID0的硬盘总数。当然，若阵列控制器有多个硬盘通道时，对多个通道上的硬盘进行RAID0操作，I/O性能会更高。因此常用于图象，视频等领域，RAID0 I/O传输率较高，但平均故障时间MTTF只有单盘的N分之一，因此RAID0可靠性最差。
RAID1：RAID 1 - Disk Mirroring(较常用)
又称镜像。即每个工作盘都有一个镜像盘，每次写数据时必须同时写入镜像盘，读数据时只从工作盘读出，一旦工作盘发生故障立即转入镜像盘，从镜像盘中读出数据。当更换故障盘后，数据可以重构，恢复工作盘正确数据，这种阵列可靠性很高，但其有效容量减小到总容量一半以下，因此RAID1常用于对容错要求极严的应用场合，如财政、金融等领域。
RAID (0+1)：
结合了RAID 0 和 RAID 1 — 条块化读写的同时使用镜像操作。 RAID (0+1) 允许多个硬盘损坏，因为它完全使用硬盘来实现资料备余。如果有超过两个硬盘做RAID 1，系统会自动实现RAID (0+1)。
RAID2：
又称位交叉，它采用汉明码作盘错校验，采用按位交叉存取，运用于大数据的读写，但冗余信息开销太大（校验盘为多个），已被淘汰。
RAID3：RAID 3 - Parallel Disk Array
为单盘容错并行传输。即采用Stripping技术将数据分块，对这些块进行异或校验，校验数据写到最后一个硬盘上。它的特点是有一个盘为校验盘，数据以位或字节的方式存于各盘（分散记录在组内相同扇区的各个硬盘上）。当一个硬盘发生故障，除故障盘外，写操作将继续对数据盘和校验盘进行操作。而读操作是通过对剩余数据盘和校验盘的异或计算重构故障盘上应有的数据来进行的。RAID3的优点是并行I/O传输和单盘容错，具有很高可靠性。缺点：每次读写要牵动整个组，每次只能完成一次I/O。
RAID4：
与RAID3相似，区别是：RAID3是按位或字节交叉存取，而RAID4是按块（扇区）存取，可以单独地对某个盘进行操作，无须像RAID3那样，哪怕每一次小I/O操作也要涉及全组，只需涉及组中两块硬盘（一块数据盘，一块校验盘）即可，从而提高了小量数据I/O速度。缺点：对于随机分散的小数据量I/O，固定的校验盘又成为I/O瓶颈，例如：事务处理。作两个很小的写操作，一个写在drive2的stripe1 上，一个写在drive3的stripe2上，它们都要往校验盘上写，所以发生争用校验盘的问题。
RAID5：RAID 5 - Striping with floating parity drive(最常用)
是一种旋转奇偶校验独立存取的阵列方式，它与RAID3，RAID4不同的是没有固定的校验盘，而是按某种规则把奇偶校验信息均匀地分布在阵列所属的硬盘上，所以在每块硬盘上，既有数据信息也有校验信息。这一改变解决了争用校验盘的问题，使得在同一组内并发进行多个写操作。所以RAID5即适用于大数据量的操作，也适用于各种事务处理，它是一种快速、大容量和容错分布合理的磁盘阵列。当有N块阵列盘时，用户空间为N-1块盘容量。
RAID3、RAID5中，在一块硬盘发生故障后，RAID组从ONLINE变为DEGRADED方式，但I/O读写不受影响，直到故障盘恢复。但如果DEGRADED状态下，又有第二块盘故障，整个RAID组的数据将丢失。
RAID技术的应用
DAS --direct access storage device直接访问存储设备
DAS是磁盘存储设备的术语，以前被用在大、中型机上。使用在PC机上还包括硬盘设备DAS的最新形式是RAID。“直接访问”指访问所有数据的时间是相同的。
NAS --Network Attached Storage 网络附加存储设备
一种特殊目的的服务器,它具有嵌入式的软件系统,可以通过网络对个种的系统平台提供文件共享服务
SAN --Storage Area Networks 存储区域网
一种高速的专用网络，用于建立服务器、磁盘阵列和磁带库之间的一种直接联接。它如同扩展的存储器总线，将专用的集线器、交换器以及网关或桥路互相连接在一起。 SAN 常使用光纤通道。一个 SAN 可以是本地的或者是远程的，也可以是共享的或者是专用的。SAN 打破了存储器与服务器之间的束缚，允许你独立地选择最佳的存储器或者是最佳的服务器，从而提高可扩性和灵活性
磁盘阵列是什么意思
您好,我就为大家解答关于raid是什么意思，RAID是什么意思相信很多小伙伴还不知道,现在让我们一起来看看吧！1、RAID（Redu路京ndant Array钱业传权试敌s ...
您好,我就为大家解答关于raid是什么意思，RAID是什么意思相信很多小伙伴还不知道,现在让我们一来自起来看看吧！
1、RAID（Redundant Arrays of Independent Drives）是磁盘阵列，是由很多价格较便宜的磁盘，组合成一个容量巨大的磁盘组，利用个别磁盘提供数据所产生加成效果提升整个磁盘系统效能。
2没我运孔染迅职、利用这项技术，将数据切割倒父齐钱药洲扩风广物成许多区段，分别存放在各个硬盘上。
3、扩展资料：磁盘阵列其样式有三种，一是外接式磁盘阵列柜、二是内接式磁盘阵列卡，三是利用软件仿真。
4、①厚好计因神儿模垂缺属是外接式磁盘阵列柜最常被使用大型服务器上，具可热交换（Hot Swap）的特性，不过这类产品的价格都很贵。
5、②内接式磁盘阵列卡，因为价格便宜，但需要较高汉坐的安装技术，适合技术人员使用操作。
6、硬件阵列能够红围多企其哥督二剧备提供在线扩容、动禅明态修改阵列级别、动数据恢复、驱动器漫游、超高速缓冲等功能。
7、它能提供性能、数据保护、可靠性、可用性和可管理性的解决方案。
8、阵列卡专用悉帆的处理单元却犯爱都进行操作。
9、③利用软件听几要取越术己属阿挥愿仿真的方式，是指通过网络操作系统身提供的磁盘管理功能将连接的普通SCSI卡上的多块硬盘配置成逻辑盘，组成阵列。
10、软件阵列可以睁袭雹提供数据冗余功能，但是磁盘子系统的性能会有所降低，有的降低幅度还比较大，达30%左右。
11、因此会拖累机器的速度，不适合大数据流量的服务器。
12、参考资料：百度百科-磁盘阵列。