早期,在電子計算機(電腦)領域,磁碟機發展的速度一直追不上CPU、記憶體等主要架構,所以,一直是電腦整體
效能的瓶頸。
隨著科技的進步,電腦價格也隨著飆漲。於是,有人開始注意到許多淘汰的舊硬碟,容量雖然不大,卻很耐用,且相當便宜(被大量淘汰)。
是否能將他們兜起來,並能比市面上流行的大硬碟還要安全、好用呢?
RAID的觀念就是這樣而來。
RAID技術為Patterson, Gibson & Katz於1987年美國柏克萊大學發表 A Case for Redundant
Arrays of Inexpensive
Drives 的論文。
當初想利用低價的磁碟群,組合出性能優於單一的磁碟。配合計算機領域的技術,讓此磁碟陣列具有容錯(fault-tolerant)能力。
資料的分割分成: Bit striping 和 Block
striping 層級.
Bit striping: 資料切割最小單位為bit。
Block striping:
以區段為分割單位,一般以磁區(sector)為單位。
RAID架構:
一般因其功能與方法分成Raid0~Raid7,8個種類。
常用為Raid0、Raid1、Raid0+1、RAID3、RAID5。
以下介紹:
種類 |
切割方式 |
容量計算 |
使用方法和優缺點 |
容錯能力
Redundancy |
Raid0 切分
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Bit 或 Sector |
100% |
將資料切割後,所有資料作平行儲存於各磁碟。優點:容量為N顆硬碟的總和,平行存取快。缺點:無容錯,掛掉
其中一顆硬碟,將導致資料損毀。 |
無 |
Raid1 鏡射
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Bit 或 Sector |
50% |
又稱鏡射儲存(Mirroring),將硬碟分為兩組,資料儲存至兩組硬碟群,兩組硬碟中的資料完全一樣。優
點:資料安全性高(容錯高);缺點:硬碟群只有一半的容量可儲存(成本高)。 |
100% |
Raid0+1 或 Raid1+0
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Bit 或 Sector |
50% |
是結合架構0分割和1鏡射的組合作法,0+1是先切割再鏡射,1+0則是先鏡射再切割。所以,至少需要4顆(或4倍數)硬碟來組合。而以1+0的資料可靠性較高。 |
100% |
Raid2 |
Bit |
70% |
同Raid0,但多儲存錯誤修正碼ECC
或parity比對碼到數台磁碟,增加容錯度。 |
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Raid3
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Bit |
(N-1)資料碟
1 同位檢查 |
使用Byte為單位
,將同位檢查碼存放於一顆硬碟,而其他資料存放其他硬碟。
優:寫入效能高,缺:沒有多工。 |
1/N |
Raid4 |
Sector |
(N-1)資料碟
1 同位檢查碟 |
改良以Block單位
,將同位檢查資料存放於一顆硬碟,而其他資料存放其他硬碟。
優:具多工、容錯;缺:同位硬碟是瓶頸。 |
1/N |
Raid5
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Sector |
(N-1)資料碟
1 同位檢查碟 |
由2,3,4演化而來的方法,差別在同位檢查資料是分2批且輪流分散存放在各硬碟(最少需三顆硬碟製作),資料也是分散存放。
優:兼具多工、容錯。缺:寫入有負載。 |
1Disk |
有些主機板會提供 JBOD (Just Bunch of Disks),跟Raid0類似,但
缺少平行存取效率的功能。
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