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RAID 磁碟陣列
磁碟陣列(RAID)是現在企業在儲存裝置中常見的技術,被應用在企業級伺服器、網路儲存裝置(NAS),甚至個人電腦上也可以使用,利用虛擬化儲存技術把多個硬碟組合起來,成為一個或多個硬碟陣列組,目的為提升效能或資料冗餘,或是兩者同時提升。 RAID磁碟陣列是由多顆硬碟組成的磁碟區,特色是擁有『容錯的機制』並組成大容量的儲存空間,這一種整合方式提高了儲存效能和可靠性,不幸在硬碟故障時仍然能保留資料。
RAID 的組合及級別
RAID 主要有不同的級別(Level),每個級別的設計都有不同的效能與容錯能力。以下是常見的 RAID 組合與級別說明:
1. RAID 0(條帶化)
RAID 0 它將兩個以上的磁碟並聯起來,成為一個大容量的磁碟。在存放資料時,分段後分散儲存在這些磁碟中,因為讀寫時都可以並列處理,所以在所有的級別中,RAID 0的速度是最快的。但沒有任何備援機制,一旦其中一顆磁碟損壞,所有資料都會遺失。
2. RAID 1(鏡像)
RAID 1 透過將相同的資料寫入兩顆或多顆磁碟來提供備援能力,即使其中一顆磁碟故障,資料仍然可用。其原理為在主硬碟上存放資料的同時也在鏡像硬碟上寫一樣的資料。當主硬碟(物理)損壞時,鏡像硬碟則代替主硬碟的工作。因為有鏡像硬碟做資料備份,所以RAID 1的資料安全性在所有的RAID級別上來說是最好的。這種方式提供高可靠性,但儲存空間利用率低。
3. RAID 5(分散式同位元校驗)
RAID 5 需要至少三顆磁碟,利用奇偶校驗(Parity)來確保容錯能力,即使其中一顆磁碟故障,仍能夠恢復資料。此 RAID 級別的讀取效能良好,適合需要平衡效能與安全性的應用。
4. RAID 6(雙重分散式同位元校驗)
RAID 6 與 RAID 5 類似,但使用雙重奇偶校驗,可容許同時損壞兩顆磁碟而不會遺失資料,提供更高的容錯能力。兩個獨立的奇偶系統使用不同的演算法,資料的可靠性非常高,任意兩塊磁碟同時失效時也不會影響資料完整性。同一陣列中最多容許兩個磁碟損壞。更換新磁碟後,資料將會重新算出並寫入新的磁碟中。
5. RAID 10(RAID 1+0,鏡像+條帶化)
RAID 10 是 RAID 1 與 RAID 0 的結合,兼具 RAID 0 的高效能與 RAID 1 的資料保護能力。它需要至少四顆磁碟,並提供高效能與高可靠性。
RAID 磁碟陣列比較表
RAID 級別 | 需要磁碟數 | 讀取效能 | 寫入效能 | 容錯能力 | 空間利用率 |
---|---|---|---|---|---|
RAID 0 | 2 以上 | 高 | 高 | 無 | 100% |
RAID 1 | 2 | 中 | 低 | 可容許 1 顆磁碟損壞 | 50% |
RAID 5 | 3 以上 | 高 | 中 | 可容許 1 顆磁碟損壞 | (n-1)/n |
RAID 6 | 4 以上 | 中 | 低 | 可容許 2 顆磁碟損壞 | (n-2)/n |
RAID 10 | 4 以上 | 高 | 高 | 可容許每組 RAID 1 內 1 顆磁碟損壞 | 50% |
選擇 RAID 級別時,需要根據實際需求來決定,例如是否優先考量效能、儲存空間或備援能力。