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前言

前言

RAID是英文Redundant Array of Independent Disks的缩写，中文简称为独立冗余磁盘阵列。简单的说RAID是把多块独立的物理硬盘按不同的方式组合起来形成一个硬盘组（逻辑硬盘），从而提供比单个硬盘更高的存储性能和提供数据备份技术。
在用户看起来，组成的磁盘组就像是一个硬盘，用户可以对它进行分区，格式化等等组成磁盘阵列的不同方式成为RAID级别（RAID Levels）。RAID级别也就是RAID技术的几种不同等级，分别可以提供不同的速度，安全性和性价比。根据实际选择适当的RAID级别可以满足用户对存储系统可用性、性能和容量的要求。

一、RAID磁盘阵列详解

RAID分为不同的等级，不同等级的RAID均在数据可靠性及读写性能上做了不同的权衡。在实际应用中，可以根据实际需求选择不同的RAID方案。

常用的RAID级别有以下几种：

RAID 0

RAID 1

RAID 5

RAID 6

RAID 1+0

1.1、RAID 0

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RAID 0连续以位或字节为单位分割数据，并行读/写于多个磁盘上，因此具有很高的数据传输率，但它没有数据冗余

RAID 0只是单纯地提供性能，并没有为数据的可靠性提供保证，而且其中的一个磁盘失效将影响的所有数据

RAID 0不能应用于数据安全性要求高的场合

1.2、RAID 1

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通过磁盘数据镜像实现数据冗余，在成对的独立磁盘上产生互为备份的数据

当原始数据繁忙时，可直接从镜像拷贝中读取数据，因此RAID 1可以提高读取性能

RAID 1是磁盘阵列中单位成本最高的，但提供了很高的数据安全性和可用性。当一个磁盘失效时，系统可以自动切换到镜像磁盘上读写，而不需要重组失效的数据

1.3、RAID 5

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N（N＞=3）块盘组成阵列，一份数据产生N-1个条带，同时还有1份校验数据，共N份数据在N块盘上循环均衡存储

N块盘同时读写，读性能很高，但由于有校验机制的问题，写性能相对不高

（N-1）/N磁盘利用率

可靠性高，允许坏1块盘，不影响所有数据

1.4、RAID 6

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N（＞=4）块盘组成阵列，（N-2）/N磁盘利用率

与RAID 5相比，RAID 6增加了第二个独立的奇偶校验信息块

两个独立的奇偶系统使用不同的算法，即使两块磁盘同时失效也不会影响数据的使用

相对于RAID 5有更大的‘’写损失‘’，因此写性能较差

1.5、RAID 1+0

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N（偶数，N＞=4）块盘两两镜像后，在组合成一个RAID 0

N/2磁盘利用率

N/2块盘同时写入，N块盘同时读取

性能高，可靠性高

二、阵列卡介绍

2.1、阵列卡介绍

阵列卡全称为磁盘阵列卡，是用来实现RAID 功能的板卡，RAID卡一般分为硬RAID卡和软RAID卡两种，通过硬件来实现RAID功能的就是硬RAID，通常是由I/O处理器，硬盘控制器，硬盘连接器和缓存等一些列组件构成；通过软件并使用CPU的RAID卡我们成为软RAID，因为软RAID占用CUP资源比较高，所以绝大部分的服务器设备都使用的硬RAID。不同的RAID卡支持的RAID功能不同，比如支持RAID 0，RAID 1，RAID 5，RAID1+0等

RAID卡的第一个重要功能就是他可以达到单个磁盘驱动器的几倍，几十倍甚至上百倍的速率，这也是RAID最初想要解决的问题。RAID卡的第二个重要功能就是提供容错能力，现在服务器基本上集成了RAID卡

2.2、RAID卡的接口类型

RAID卡的接口指的是支持的接口，目前有IDE接口、SCSI接口、SATA接口和SAS接口。

2.2.1、IDE接口

IDE的英文全称为“Integrated Drive Electronics”，即“电子集成驱动器”，属于并行接口。它是把“硬盘控制器”与“盘体”集成在一起的硬盘驱动器，这样使得硬盘接口的电缆数目与长度有所减少，从而数据传输的可靠性得到增强。IDE接口拥有价格低廉、兼容性强的特点，从而造就了它不可替代的地位。这一接口技术从诞生至今一直在不断发展，性能也不断提高。

在实际的应用中，这种类型的接口随着接口技术的不断发展已经很少用了，逐渐被后续发展分支出更多类型的硬盘接口所取代。

2.2.2、SCSI接口

SCSI 的英文全称为“Small Computer System Interface”（小型计算机系统接口），是和IDE完全不同的接口，IDE接口是普通PC的标准接口，而SCSI并不是专门为硬盘设计的接口，而是一种通用的接口标准，具备与不同类型外部设备进行通信的能力，是一种广泛应用于小型机上的高速数据传输技术。

SCSI是个多任务接口，设有母线仲裁功能，挂在一个SCSI母线上的多个外部设备可以同时工作，并平等占有总线。SCSI接口可以同步或异步传输数据，同步传输数据可以达到10M/s，异步传输速率可以达到1.5M/s。并且SCSI接口的CPU占用率低，支持热插热拔，但价格较高使得它很难如IDE硬盘般普及，因此SCSI硬盘主要用于中，高端工作站中

2.2.3、SATA接口

SATA是“Serial ATA”的缩写，主要用在主板和大量存储设备之间传输数据。拥有这种接口的硬盘又叫串口硬盘，以采用串行方式传输数据而知名。

SATA总线使用了嵌入式时钟信号，使得其具备更强的纠错能力。如果发现数据传输中的错误会自动进行矫正，很大程度上提高了数据传输的可靠性，也是一种支持热拔热插的接口

Serial ATA 2.0 的数据传输率将达到300MB/s，最终SATA将实现600MB/S的最高数据传输率

2.2.4、SAS接口

SAS的英文全称为“Serial Attached SCSI”是新一代的SCSI技术，称为序列式SCSI，SAS可以看做是SATA与SCSI的结合体，是同时发挥两者的优势产生的，主要用在周边零件的数据传输上，和现在流行的SATA硬盘相同，都是采用串行技术以获得更高的传输速度。此外，SAS的接口技术可以向下兼容SATA设备

2.3、阵列卡的缓存

缓存（Cache）是RAID卡与外部总线交换数据的场所，RAID卡先将数据传送到缓存，再由缓存和外边数据总线交换数据

缓存的大小与速度是直接关系到RAID卡的实际传输速度的重要因素

Linux--RAID磁盘阵列与阵列卡