RAID 概念-企業(yè)級 RAID-0-1-5-10 的工作原理
磁盤陣列（Redundant Arrays of Independent Disks，RAID），有“獨立磁盤構(gòu)成的具有冗余
能力的陣列”之意（其中一塊盤壞了，數(shù)據(jù)不丟失）。 磁盤陣列是由很多價格較便宜的磁盤，以硬件 （RAID
卡）或軟件（MDADM）形式組合成一個容量巨大的磁盤組，利用多個磁盤組合在一起，提升
整個磁盤系統(tǒng)效能。利用這項技術(shù)，將數(shù)據(jù)切割成許多區(qū)段，分別存放在各個硬盤上。 磁盤陣列還能利 用同位檢查（Parity
Check）的觀念，在陣列中任意一個硬盤故障時，仍可讀出數(shù)據(jù)，在數(shù)據(jù)重構(gòu)時，
將數(shù)據(jù)經(jīng)計算后重新置入新硬盤中（也就是壞了一塊盤，拔掉，插入新盤，數(shù)據(jù)還能恢復(fù)到新盤，利用奇 偶校驗） 注：RAID
可以預(yù)防數(shù)據(jù)丟失，但是它并不能完全保證你的數(shù)據(jù)不會丟失，所以大家使用 RAID 的 同時還是注意備份重要的數(shù)據(jù) RAID
的創(chuàng)建有兩種方式：軟 RAID（通過操作系統(tǒng)軟件來實現(xiàn)）和硬 RAID（使用硬件陣列卡）； 在企業(yè)中用的最多的是：raid1、raid5 和
raid10。不過隨著云的高速發(fā)展，阿里云，騰訊云等供應(yīng)商一 般可以把硬件問題解決掉。（你在用云的時候，會關(guān)注供應(yīng)商底層是用什么 raid 類型嗎）
級 別 -------------說 明-------- 最低磁盤個數(shù)率 -------- 空間利用-------- 各自的優(yōu)缺點
RAID0------------條帶卷--------------2±----------------------100%--------讀寫速度快，不容錯
RAID1------------鏡像卷--------------2-------------------------50%--------寫速度一般,讀速度提升，容錯
RAID5----帶奇偶校驗的條帶卷----3±---------------------(n-1)/n--------讀寫速度快，容錯，允許壞一塊
RAID5–帶奇偶校驗的條帶集，雙校驗----4±---------------------(n-2)/n--------讀寫快，容錯，允許壞兩塊盤
等…
RAID 基本思想：把好幾塊硬盤通過一定組合方式把它組合起來，成為一個新的硬盤陣列組，從而使
它能夠達(dá)到高性能硬盤的要求
RAID 有三個關(guān)鍵技術(shù)：
鏡像：提供了數(shù)據(jù)的安全性；
chunk 條帶（塊大小也可以說是條帶的粒度），它的存在的就是為了提高 I/O，提供了數(shù)據(jù)并發(fā)性
數(shù)據(jù)的校驗：保證了數(shù)據(jù)的可靠性
Raid 相對于單個磁盤優(yōu)點：
條帶 （strping），也是我們最早出現(xiàn)的 RAID 模式
需磁盤數(shù)量:2 塊以上(大小最好相同)，是組建磁盤陣列中最簡單的一種形式，只需要 2 塊以上的硬盤
即可.
特點:成本低，可以提高整個磁盤的性能和吞吐量。RAID 0 沒有提供冗余或錯誤修復(fù)能力，速度快.
任何一個磁盤的損壞將損壞全部數(shù)據(jù)；磁盤利用率為 100%。
mirroring（鏡像卷），需要磁盤兩塊以上
原理:是把一個磁盤的數(shù)據(jù)鏡像到另一個磁盤上，也就是說數(shù)據(jù)在寫入一塊磁盤的同時，會在另一塊
閑置的磁盤上生成鏡像文件，(同步)
RAID 1 mirroring（鏡像卷），至少需要兩塊硬盤，raid 大小等于兩個 raid 分區(qū)中最小的容量（最
好將分區(qū)大小分為一樣），數(shù)據(jù)有冗余，在存儲時同時寫入兩塊硬盤，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)備份；
磁盤利用率為 50%，即 2 塊 100G 的磁盤構(gòu)成 RAID1 只能提供 100G 的可用空間。如下圖
需要三塊或以上硬盤，可以提供熱備盤實現(xiàn)故障的恢復(fù)；只損壞一塊，沒有問題。但如果同時損壞兩
塊磁盤，則數(shù)據(jù)將都會損壞。 空間利用率： (n-1)/n 2/3
如下圖所示
奇偶校驗信息的作用:
當(dāng) RAID5 的一個磁盤數(shù)據(jù)發(fā)生損壞后，利用剩下的數(shù)據(jù)和相應(yīng)的奇偶校驗信息去恢復(fù)被損壞的數(shù)
據(jù)。
展：異或運算
是用相對簡單的異或邏輯運算（相同為 0，相異為 1）
A 值-------B 值 -------Xor 結(jié)果
0 ------------0--------------0
1 ------------0--------------1
0 ------------1--------------0
1 ------------1--------------1
RAID-10 鏡像+條帶
RAID 10 是將鏡像和條帶進(jìn)行兩級組合的 RAID 級別，第一級是 RAID1 鏡像對，第二級為 RAID
0。比如我們有 8 塊盤，它是先兩兩做鏡像，形成了新的 4 塊盤，然后對這 4 塊盤做 RAID0；當(dāng)
RAID10 有一個硬盤受損其余硬盤會繼續(xù)工作，這個時候受影響的硬盤只有 2 塊
幾個方案對比下來， RAID5 是最適合的，如下圖：
一般兩種處理方法：熱備和熱插拔
熱備：HotSpare
定義：當(dāng)冗余的 RAID 組中某個硬盤失效時，在不干擾當(dāng)前 RAID 系統(tǒng)的正常使用的情況下，用
RAID 系統(tǒng)中另外一個正常的備用硬盤自動頂替失效硬盤，及時保證 RAID 系統(tǒng)的冗余性（就像汽車上的
備胎）
全局式：備用硬盤為系統(tǒng)中所有的冗余 RAID 組共享 （多個汽車一個備胎）
專用式：備用硬盤為系統(tǒng)中某一組冗余 RAID 組專用 （一個汽車一個備胎）
如下圖所示：是一個全局熱備的示例，該熱備盤由系統(tǒng)中兩個 RAID 組共享，可自動頂替任何一個
RAID 中的一個失效硬盤
熱插拔：HotSwap
定義：在不影響系統(tǒng)正常運轉(zhuǎn)的情況下，用正常的物理硬盤替換 RAID 系統(tǒng)中失效硬盤。（燈變紅
了，有硬盤失效了，直接拔掉，插上一塊新的，服務(wù)器要支持熱插拔 HotSwap）
