磁碟陣列 RAID介紹
更新日期:2004.08.01
 
參考資料:
 

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
 Bit

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。
Raid1
鏡射
Bit

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

Raid1+0
Bit

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。
 
Raid3

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

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。


曾聖超老師製作