知識星球
點選 《福利來了！PLC的資料（免費），你要嗎？》
磁碟陣列概念
磁碟陣列（Redundant Arrays of Independent Disks,RAID），有“獨立磁碟構成的具有冗餘能力的陣列”之意。
-
磁碟陣列是由很多價格較便宜的磁碟，組合成一個容量巨大的磁碟組，利用個別磁碟提供資料所產生加成效果提升整個磁碟系統效能。利用這項技術，將資料切割成許多區段，分別存放在各個硬碟上。
-
磁碟陣列還能利用同位檢查（Parity Check）的觀念，在陣列中任意一個硬碟故障時，仍可讀出資料，在資料重構時，將資料經計算後重新置入新硬碟中。
-
獨立磁碟冗餘陣列（RAID，redundant array of independent disks）是把相同的資料儲存在多個硬碟的不同的地方（冗餘地）的方法。透過把資料放在多個硬碟上，輸入輸出操作能以平衡的方式交疊，改良效能。因為多個硬碟增加了平均故障間隔時間（MTBF），儲存冗餘資料也增加了容錯。
常見的磁碟陣列(RAID)種類
1、RAID 0
RAID 0是最早出現的RAID樣式，即Data Stripping資料分條技術。RAID 0是組建磁碟陣列中最簡單的一種形式，只需要2塊以上的硬碟即可，成本低，可以提高整個磁碟的效能和吞吐量。RAID 0沒有提供冗餘或錯誤修複能力，但實現成本是最低的。
RAID 0最簡單的實現方式就是把N塊同樣的硬碟用硬體的形式透過智慧磁碟控制器或用作業系統中的磁碟驅動程式以軟體的方式串聯在一起建立一個大的捲集。在使用中電腦資料依次寫入到各塊硬碟中，它的最大優點就是可以整倍的提高硬碟的容量。如使用了三塊80GB的硬碟組建成RAID 0樣式，那麼磁碟容量就會是240GB。其速度方面，各單獨一塊硬碟的速度完全相同。最大的缺點在於任何一塊硬碟出現故障，整個系統將會受到破壞，可靠性僅為單獨一塊硬碟的1/N。
為瞭解決這一問題，便出現了RAID 0的另一種樣式。即在N塊硬碟上選擇合理的帶區來建立帶區集。其原理就是將原先順序寫入的資料被分散到所有的四塊硬碟中同時進行讀寫。四塊硬碟的並行操作使同一時間內磁碟讀寫的速度提升了4倍。
在建立帶區集時，合理的選擇帶區的大小非常重要。如果帶區過大，可能一塊磁碟上的帶區空間就可以滿足大部分的I/O操作，使資料的讀寫仍然只侷限在少數的一、兩塊硬碟上，不能充分的發揮出並行操作的優勢。另一方面，如果帶區過小，任何I/O指令都可能引發大量的讀寫操作，佔用過多的控制器匯流排頻寬。因此，在建立帶區集時，我們應當根據實際應用的需要，慎重的選擇帶區的大小。
帶區集雖然可以把資料均勻的分配到所有的磁碟上進行讀寫。但如果我們把所有的硬碟都連線到一個控制器上的話，可能會帶來潛在的危害。這是因為當我們頻繁進行讀寫操作時，很容易使控制器或匯流排的負荷超載。為了避免出現上述問題，建議使用者可以使用多個磁碟控制器。最好解決方法還是為每一塊硬碟都配備一個專門的磁碟控制器。
雖然RAID 0可以提供更多的空間和更好的效能，但是整個系統是非常不可靠的，如果出現故障，無法進行任何補救。所以，RAID 0一般只是在那些對資料安全性要求不高的情況下才被人們使用。
2、RAID 1
RAID 1稱為磁碟映象，原理是把一個磁碟的資料映象到另一個磁碟上，也就是說資料在寫入一塊磁碟的同時，會在另一塊閑置的磁碟上生成映象檔案，在不影響效能情況下最大限度的保證系統的可靠性和可修複性上，只要系統中任何一對映象盤中至少有一塊磁碟可以使用，甚至可以在一半數量的硬碟出現問題時系統都可以正常執行,當一塊硬碟失效時，系統會忽略該硬碟，轉而使用剩餘的映象盤讀寫資料，具備很好的磁碟冗餘能力。雖然這樣對資料來講絕對安全，但是成本也會明顯增加，磁碟利用率為50%，以四塊80GB容量的硬碟來講，可利用的磁碟空間僅為160GB。另外，出現硬碟故障的RAID系統不再可靠，應當及時的更換損壞的硬碟，否則剩餘的映象盤也出現問題，那麼整個系統就會崩潰。更換新盤後原有資料會需要很長時間同步映象，外界對資料的訪問不會受到影響，只是這時整個系統的效能有所下降。因此，RAID 1多用在儲存關鍵性的重要資料的場合。
RAID 1主要是透過二次讀寫實現磁碟映象，所以磁碟控制器的負載也相當大，尤其是在需要頻繁寫入資料的環境中。為了避免出現效能瓶頸，使用多個磁碟控制器就顯得很有必要。
3、RAID5：分散式奇偶校驗的獨立磁碟結構
從圖可以看到，它的奇偶校驗碼存在於所有磁碟上，其中的p0代表第0帶區的奇偶校驗值，其它的意思也相同。RAID5的讀出效率很高，寫入效率一般，塊式的集體訪問效率不錯。因為奇偶校驗碼在不同的磁碟上，所以提高了可靠性。但是它對資料傳輸的並行性解決不好，而且控制器的設計也相當困難。、RAID 5、大部分資料傳輸只對一塊磁碟操作，可進行並行操作。在RAID 5中有“寫損失”，即每一次寫操作，將產生四個實際的讀/寫操作，其中兩次讀舊的資料及奇偶資訊，兩次寫新的資料及奇偶資訊。
4、RAID0+1（也稱為RAID10）
從RAID 0+1名稱上我們便可以看出是RAID0與RAID1的結合體。在我們單獨使用RAID 1也會出現類似單獨使用RAID 0那樣的問題，即在同一時間內只能向一塊磁碟寫入資料，不能充分利用所有的資源。為瞭解決這一問題，我們可以在磁碟映象中建立帶區集。因為這種配置方式綜合了帶區集和映象的優勢，所以被稱為RAID 0+1。把RAID0和RAID1技術結合起來，資料除分佈在多個盤上外，每個盤都有其物理映象盤，提供全冗餘能力，允許一個以下磁碟故障，而不影響資料可用性，並具有快速讀/寫能力。RAID0+1要在磁碟映象中建立帶區集至少4個硬碟。
尋找同路人
可透過選單查詢自己喜歡的文章彙總：
【現場儀錶】【DCS部分】【PLC部分】【SIS部分】【通訊】【標準】【數字化】【問題解答】此處列出部分連結，更多文章透過選單獲取。
