RAID是“独立磁盘冗余阵列”(最初为“廉价磁盘冗余阵列”)的缩略语，1987年由Patterson，Gibson和Katz在加州大学伯克利分院的一篇文章中定义。RAID阵列技术允许将一系列磁盘分组，以实现提高可用性的目的，并提供为实现数据保护而必需的数据冗余，有时还有改善性能的作用。随着计算机技术的快速发展，RAID已经从高端服务器市场日益步入寻常百姓家。但当我们接触到RAID的时候，常会被RAID的各种级别搞得眼花?乱。各种RAID级别有什么特殊的含义？我们怎样选择RAID级别？

　　RAID级别可以通过软件或硬件实现。许多但不是全部网络操作系统支持的RAID级别至少要达到5级，RAID 10、30和50只有在磁盘阵列控制器控制下才能实现。基于软件的RAID需要使用主机CPU周期和系统内存，从而增加了系统开销，直接影响系统的性能。磁盘阵列控制器把RAID的计算和操纵工作由软件移到了专门的硬件上，一般比软件实现RAID的系统性能要好。

　　有三个因素将影响您对RAID级别的选择：可用性(数据冗余)，性能和成本。如果不需要可用性，那么RAID-0将带来最佳性能。如果可用性和性能很重要而价格并不重要，那么选择RAID-1或RAID-10(视磁盘数而定)。如果价格、可用性和性能同样重要，那么选择RAID-3，RAID-30，RAID-5或RAID-50(视数据传输类型和磁盘驱动器数目。

　　下面的流图提供了选择RAID级别的一些指导原则。使用这些原则帮助您选择自己需要的RAID级别。需要知道的是，您的应用程序的某些特性也许使用不同的RAID级别更为合适。

　　*如果只要得到最佳性能而不必考虑价格，那么应该考虑RAID-1或RAID-10。

　　选择RAID级别似乎就是这么简单，但是，要是想了解不同级别的RAID为什么会具备这些特性，乃至对各种RAID级别有个比较清晰的认识，那就需要看看左边这些对各种RAID级别的介绍。

　　最后，让我们看看一个RAID选择的实例，作者采取了定量测量的方法对RAID提供的安全性做了量度。

　　硬盘阵列可靠度的计算

　　引言――问题的提出及其思考

　　三年前(1998)，我台上了音频工作站，外存储器是七只希捷9.1G的SCSI硬盘组成的RAID5(6/7)磁盘阵列柜，实际可用容量为54.6G,就当时而言，是一个较好的方案。后来，在做升级方案时，有人认为再买一只磁盘阵列柜，仍采用RAID5。也有人认为单只硬盘的容量已有了较大提高，不用磁盘阵列柜也是可行的，甚至可以考虑采用IDE硬盘作备份。其实问题的焦点是能否找到可靠度的数学模型，不就迎刃而解了吗。正是在这种情况下，我们作了一些资料收集与整理，对硬盘阵列的可靠度作了探索性求解，写成此文，以作抛砖引玉。

　　RAID的特点

　　1、成本低，功耗小，传输速率高。在RAID中，可以让很多磁盘驱动器同时传输数据，而这些磁盘驱动器在逻辑上又是一个磁盘驱动器，所以使用RAID可以达到单个的磁盘驱动器若干倍的速率。

　　2、可以提供容错功能，提高了可靠度，当然这是以冗余为代价的。这是RAID获得广泛应用的重要原因之一。

　　3、RAID是获得大容量存储器的价廉物美、简单易行的好方法。这是RAID获得广泛应用的又一重要原因。

　　4、当RAID由硬盘阵列柜实现时，硬盘阵列柜的价格比起硬盘来往往是较贵的。

　　RAID0和RAID1

　　RAID-0

　　RAID-0使用一种名为“条带”(striping)的技术把数据分布到各个磁盘上，在那里每个“条带”被分散到连续“块”上,RAID0至少使用两个磁盘驱动器，并将数据分成从512字节到数兆字节的若干块，这些数据块被交替写到磁盘中。第1段被写到磁盘1中，第2段被写到磁盘2中，如此等等。当系统到达阵列中的最后一个磁盘时，就写到磁盘1的下一分段，如此下去。分割数据将I／O负载平均分配到所有的驱动器。由于驱动器可以同时写或读，性能得以显著提高。但是，它却没有数据保护能力。如果一个磁盘出故障，数据就会丢失。RAID0不适用于关键任务环境，但是，它却非常适合于视频生产和编辑或图像编辑。条带允许从多个磁盘上同时存取信息，可以平衡磁盘间的输入/输出负载，从而达到最大的数据容量，最快的存取速度。RAID-0是唯一没有冗余的一级RAID。没有冗余使RAID-0除了速度外还有低成本的优点，但这也意味着如果阵列中某个磁盘失败，该阵列上的所有数据都将丢失。在RAID-0中，从磁盘故障恢复必须更换出错的磁盘，并从备份中恢复所有驱动器上的数据。

　　对于可以承受因从磁盘故障中恢复而造成的时间损失的网络来说，RAID-0提供了一个高性能选择。它既可以通过软件，也可以通过硬件实现.

　　RAID-1

　　RAID-1也被称为镜象，因为一个磁盘上的数据被完全复制到另一个磁盘上。如果一个磁盘失效，另一个还可用，因此由于磁盘故障而造成的数据损失和系统中断实际上被去除了。RAID-1还可以实现双工---另一种数据保护技术。镜象只是复制到每个磁盘，双工则可以复制整个控制器，这样在磁盘故障或控制器故障发生时，您的数据都可以得到保护。镜象和双工的缺点是复制每个磁盘或驱动器的费用较高，在大型服务器上，这可能是一项很大的花销。RAID-l可以由软件或硬件方式实现。

　　RAID3和RAID5

　　RAID-3

　　RAID-3，也被称为带有专用奇偶位的条带，每个条带片上都有相当于一“块”那么大的空间用来有效存储冗余信息，即奇偶位。奇偶位是编码信息，如果某个磁盘发生故障，可以用来恢复数据。在数据密集型环境或单一用户环境中尤其有益于访问较长的连续记录。RAID3需要同步主轴驱动器来预防较短记录的性能下降。

　　HP NetRaid磁盘控制器的RAID-3版本可以进行带专用奇偶位的数据条带。它在物理实现上同RAID-3的原始定义不同：每个驱动器都有自己的通道和同步测量杆；但HP NetRaid控制器的RAID-3版本的性能与原始定义相似。控制器上的固件优化了RAID-3在进行长时间的串行数据传输时的数据流动，需要这种数据流动的典型环境是视频和图象应用程序。

　　RAID-5

　　RAID-5也被叫做带分布式奇偶位的条带，每个条带片上都有相当于一个“块”那么大的地方被用来存放奇偶位。与RAID-3不同的是，RAID-5象分布条带片上的数据那样把奇偶位信息也分布在所有的磁盘上。尽管有一些容量上的损失，RAID-5能提供最佳的整体性能，因而也是被广泛的一种数据保护方案。它适合于输入/输出密集、高读/写比率的应用程序，如事务处理等。

　　为了具有RAID-5级的冗余度，需要最少由三个磁盘组成的磁盘阵列(不包括一个热备用)。RAID-5可以通过磁盘阵列控制器硬件实现，也可以通过某些网络操作系统软件实现了

　　各级别RAID特性一览表

　　下表总结了各个RAID级的特征：