什么是RAID

RAID，中文名稱(chēng)叫獨(dú)立磁盤(pán)冗余陣列（廉價(jià)磁盤(pán)冗余陣列），簡(jiǎn)稱(chēng)磁盤(pán)陣列。它的作用呢，是在多塊硬盤(pán)組成的陣列系統(tǒng)中，犧牲一塊至多塊硬盤(pán)的容量，來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)提供一定的容錯(cuò)能力。

我們先來(lái)簡(jiǎn)單假設(shè)一種使用情況：你擁有一些重要的數(shù)據(jù)，但是你并沒(méi)有將這些數(shù)據(jù)進(jìn)行備份，他們只存在于你臺(tái)式機(jī)的單一硬盤(pán)中。那么一旦遇到臺(tái)式機(jī)的硬盤(pán)損壞，你的這些數(shù)據(jù)只能去找數(shù)據(jù)恢復(fù)公司了；而如果你的臺(tái)式機(jī)做了磁盤(pán)陣列，那么只需要替換陣列中壞掉的硬盤(pán)就可以重新恢復(fù)數(shù)據(jù)了。

這正是RAID的魅力所在。如果你只組建一個(gè)相對(duì)廉價(jià)的陣列，甚至不需要額外的硬件成本，只要你的主板支持RAID功能，就可以體驗(yàn)RAID給你帶來(lái)的好處。

磁盤(pán)陣列原理

磁盤(pán)陣列作為獨(dú)立系統(tǒng)在主機(jī)外直連或通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與主機(jī)相連。磁盤(pán)陣列有多個(gè)端口可以被不同主機(jī)或不同端口連接。一個(gè)主機(jī)連接陣列的不同端口可提升傳輸速度。 [2] 和當(dāng)時(shí)PC用單磁盤(pán)內(nèi)部集成緩存一樣，在磁盤(pán)陣列內(nèi)部為加快與主機(jī)交互速度，都帶有一定量的緩沖存儲(chǔ)器。主機(jī)與磁盤(pán)陣列的緩存交互，緩存與具體的磁盤(pán)交互數(shù)據(jù)。 [2] 在應(yīng)用中，有部分常用的數(shù)據(jù)是需要經(jīng)常讀取的，磁盤(pán)陣列根據(jù)內(nèi)部的算法，查找出這些經(jīng)常讀取的數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)在緩存中，加快主機(jī)讀取這些數(shù)據(jù)的速度，而對(duì)于其他緩存中沒(méi)有的數(shù)據(jù)，主機(jī)要讀取，則由陣列從磁盤(pán)上直接讀取傳輸給主機(jī)。對(duì)于主機(jī)寫(xiě)入的數(shù)據(jù)，只寫(xiě)在緩存中，主機(jī)可以立即完成寫(xiě)操作。然后由緩存再慢慢寫(xiě)入磁盤(pán)。

磁盤(pán)陣列  RAID 技術(shù)

概述     

冗余磁盤(pán)陣列技術(shù)（Redundant Array of Inexpensive Disks，簡(jiǎn)稱(chēng)RAID技術(shù))是一種數(shù)據(jù)的虛擬存儲(chǔ)技術(shù)，其結(jié)合了多個(gè)物理磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器件在一個(gè)邏輯磁盤(pán)內(nèi)用以實(shí)現(xiàn)比單個(gè)磁盤(pán)更高的存儲(chǔ)性能。其在1987 年由加州大學(xué)伯克利分校的David Patterson,  Garth  A. Gibson 和  Randy Katz共同提出。起初的研制目的是為了組合小的廉價(jià)磁盤(pán)來(lái)代替大的昂貴磁盤(pán)，以降低大批量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的費(fèi)用，同時(shí)也希望采用冗余信息的方式，使得磁盤(pán)失效時(shí)不會(huì)使數(shù)據(jù)受損，從而開(kāi)發(fā)出一定水平的數(shù)據(jù)保護(hù)技術(shù)。如下圖所示，當(dāng) RAID 組中的某一磁盤(pán)損壞時(shí)，服務(wù)器可以通過(guò)對(duì)其它磁盤(pán)的冗余操作，達(dá)到對(duì)數(shù)據(jù)的冗余保護(hù)功能。

RAID 技術(shù)利用多個(gè)硬盤(pán)的組合提高存儲(chǔ)的效率和容錯(cuò)能力，其主要由兩部分組成，即控制器和磁盤(pán)陣列?？刂破饕罁?jù)接口協(xié)議對(duì)磁盤(pán)陣列中的磁盤(pán)進(jìn)行讀寫(xiě)操作和管理數(shù)據(jù)?？刂破魍ǔＳ蓪?zhuān)用的 CPU 構(gòu)成，能夠完成大量的計(jì)算任務(wù)。磁盤(pán)陣列是由多個(gè)磁盤(pán)構(gòu)成，其讀寫(xiě)操作由控制器控制，多個(gè)磁盤(pán)通過(guò)控制器虛擬化成為一個(gè)磁盤(pán)。

從實(shí)現(xiàn)角度來(lái)說(shuō)， RAID 主要分為軟 RAID、硬 RAID 以及軟硬混合 RAID 三種。軟 RAID 所有功能均由操作系統(tǒng)和 CPU 來(lái)完成，沒(méi)有獨(dú)立的 RAID 控制 / 處理芯片和 I/O 處理芯片，效率自然很低。硬 RAID 配備了專(zhuān)門(mén)的 RAID 控制 / 處理芯片和 I/O 處理芯片以及陣列緩沖，不占用 CPU 資源，但成本很高。軟硬混合 RAID 具備 RAID 控制 / 處理芯片，但缺乏 I/O 處理芯片，需要 CPU 和驅(qū)動(dòng)程序來(lái)完成，性能和成本 在軟 RAID 和硬 RAID 之間。

磁盤(pán)陣列

磁盤(pán)陣列簡(jiǎn)稱(chēng)RAID。磁盤(pán)陣列是由多個(gè)硬盤(pán)按照不同的方式組合成一個(gè)大型的磁盤(pán)組，利用個(gè)別磁盤(pán)提供數(shù)據(jù)所產(chǎn)生的加成效果來(lái)提升整個(gè)磁盤(pán)系統(tǒng)的效能。根據(jù)不同的組合方式可組成不同的磁盤(pán)陣列，比如RAID0、RAID1、Span以及Pm等，通過(guò)USB接口或Type-C接口連接在電腦上，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。

通俗一點(diǎn)，可以把它理解成一個(gè)銀行里的大容量保險(xiǎn)柜，你可以把東西存進(jìn)去和拿出來(lái)，但如果沒(méi)有「人」在，就無(wú)法從里面存取任何資料。一樣的道理，磁盤(pán)陣列離開(kāi)了電腦是不能單獨(dú)使用的，因?yàn)樗旧聿缓魏尾僮飨到y(tǒng)也不具備運(yùn)算能力。所以局限比較大，依賴(lài)電腦使用，限制使用地點(diǎn)。