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Nov 2, 2022 06:14 AM
RAID
RAID，即独立硬盘冗余阵列，将多块硬盘通过硬件 RAID 卡或者软件 RAID 的方案管理起来，使其共同对外提供服务。RAID 的核心思路其实是利用文件系统将数据写入硬盘中不同数据块的特性，将多块硬盘上的空闲空间看做一个整体，进行数据写入，也就是说，一个文件的多个数据块可能写入多个硬盘。
根据硬盘组织和使用方式不同，常用 RAID 有五种，分别是 RAID 0、RAID 1、RAID 10、RAID 5 和 RAID 6。
RAID 0
将一个文件的数据分成 N 片，同时向 N 个硬盘写入，这样单个文件可以存储在 N 个硬盘上，文件容量可以扩大 N 倍，（理论上）读写速度也可以扩大 N 倍。但是使用 RAID 0 的最大问题是文件数据分散在 N 块硬盘上，任何一块硬盘损坏，就会导致数据不完整，整个文件系统全部损坏，文件的可用性极大地降低了。
RAID 1
则是利用两块硬盘进行数据备份，文件同时向两块硬盘写入，这样任何一块硬盘损坏都不会出现文件数据丢失的情况，文件的可用性得到提升。
RAID 10
结合 RAID 0 和 RAID 1，将多块硬盘进行两两分组，文件数据分成 N 片，每个分组写入一片，每个分组内的两块硬盘再进行数据备份。这样既扩大了文件的容量，又提高了文件的可用性。但是这种方式硬盘的利用率只有 50%，有一半的硬盘被用来做数据备份。
RAID 5
针对 RAID 10 硬盘浪费的情况，将数据分成 N-1 片，再利用这 N-1 片数据进行位运算，计算一片校验数据，然后将这 N 片数据写入 N 个硬盘。这样任何一块硬盘损坏，都可以利用校验片的数据和其他数据进行计算得到这片丢失的数据，而硬盘的利用率也提高到 N-1/N。
RAID 5 可以解决一块硬盘损坏后文件不可用的问题，那么如果两块文件损坏？
RAID 6
的解决方案是，用两种位运算校验算法计算两片校验数据，这样两块硬盘损坏还是可以计算得到丢失的数据片。
实践中，使用最多的是 RAID 5，数据被分成 N-1 片并发写入 N-1 块硬盘，这样既可以得到较好的硬盘利用率，也能得到很好的读写速度，同时还能保证较好的数据可用性。使用 RAID 5 的文件系统比简单的文件系统文件容量和读写速度都提高了 N-1 倍。