说说IO（七）- RAID

Raid很基础，但是在存储系统中占据非常重要的地位，所有涉及存储的书籍都会提到RAID。RAID通过磁盘冗余的方式提高了可用性和可高性，一方面增加了数据读写速度，另一方面增加了数据的安全性。

RAID 0

对数据进行条带化。使用两个磁盘交替存放连续数据。因此可以实现并发读写，但带来的问题是如果一个磁盘损坏，另外一个磁盘的数据将失去意义。RAID 0最少需要2块盘。

RAID 1

对数据进行镜像。数据写入时，相同的数据同时写入两块盘。因此两个盘的数据完全一致，如果一块盘损坏，另外一块盘可以顶替使用，RAID 1带来了很好的可靠性。同时读的时候，数据可以从两个盘上进行读取。但是RAID 1带来的问题就是空间的浪费。两块盘只提供了一块盘的空间。RAID 1最少需要2块盘。

RAID 5 和 RAID 4

使用多余的一块校验盘。数据写入时，RAID 5需要对数据进行计算，以便得出校验位。因此，在写性能上RAID 5会有损失。但是RAID 5兼顾了性能和安全性。当有一块磁盘损坏时，RAID 5可以通过其他盘上的数据对其进行恢复。

如图可以看出，右下角为p的就是校验数据。可以看到RAID 5的校验数据依次分布在不同的盘上，这样可以避免出现热点盘（因为所有写操作和更新操作都需要修改校验信息，如果校验都在一个盘做，会导致这个盘成为写瓶颈，从而拖累整体性能，RAID 4的问题）。RAID 5最少需要3块盘。

RAID 6

RAID 6与RAID 5类似。但是提供了两块校验盘（下图右下角为p和q的）。安全性更高，写性能更差了。RAID 0最少需要4块盘。

RAID 10（Striped mirror）

RAID 10是RAID 0 和RAID 1的结合，同时兼顾了二者的特点，提供了高性能，但是同时空间使用也是最大。RAID 10最少需要4块盘。

需要注意，使用RAID 10来称呼其实很容易产生混淆，因为RAID 0+1和RAID 10基本上只是两个数字交换了一下位置，但是对RAID来说就是两个不同的组成。因此，更容易理解的方式是“Striped mirrors”，即：条带化后的镜像――RAID 10；或者“mirrored stripes”，即：镜像后的条带化。比较RAID 10和RAID 0+1，虽然最终都是用到了4块盘，但是在数据组织上有所不同，从而带来问题。RAID 10在可用性上是要高于RAID 0+1的：

    - RAID 0+1 任何一块盘损坏，将失去冗余。如图4块盘中，右侧一组损坏一块盘，左侧一组损坏一块盘，整个盘阵将无法使用。而RAID 10左右各损坏一块盘，盘阵仍然可以工作。

    - RAID 0+1 损坏后的恢复过程会更慢。因为先经过的mirror，所以左右两组中保存的都是完整的数据，数据恢复时，需要完整恢复所以数据。而RAID 10因为先条带化，因此损坏数据以后，恢复的只是本条带的数据。如图4块盘，数据少了一半。

RAID 50

RAID 50 同RAID 10，先做条带化以后，在做RAID 5。兼顾性能，同时又保证空间的利用率。RAID 50最少需要6块盘。

总结：

    - RAID与LVM中的条带化原理上类似，只是实现层面不同。在存储上实现的RAID一般有专门的芯片来完成，因此速度上远比LVM块。也称硬RAID。

    - 如上介绍，RAID的使用是有风险的，如RAID 0，一块盘损坏会导致所有数据丢失。因此，在实际使用中，高性能环境会使用RAID 10，兼顾性能和安全；一般情况下使用RAID 5（RAID 50），兼顾空间利用率和性能；