什么是RAID？ 硬RAID 和软RAID的区别是什么？

近年来 NAS越加火爆，但是在使用 NAS时无法避免的一个东西就是 RAID，那么什么是 RAID 呢？又有那些坑呢？ 

什么是 RAID

RAID 是Redundant Array of Independent Disks的简写，意为独立硬盘冗余阵列，简称磁盘阵列。

其基本思想就是把多个相对便宜的硬盘组合起来，成为一个硬盘阵列组，使性能达到甚至超过一个价格昂贵、容量巨大的硬盘。

由于RAID把多个硬盘组合成为一个逻辑扇区，因此对于电脑来说，只会把它当作一个硬盘或逻辑存储单元。

根据选择的版本不同，RAID比单颗硬盘有以下一个或多个方面的好处：

• 增强数据集成度
• 增强容错功能
• 增加处理量或容量

RAID 的版本

JBOD：严格来说JBOD并不是RAID的版本，但是目前也并没有相应专有的标准

在应用上来说，RAID 0 、RAID 1、RAID 5、RAID 6最常见， RAID2、3、4较少实际应用，因为RAID5已经涵盖了所需的功能，因此RAID2、3、4大多只在研究领域有实现，RAID4有应用在某些商用机器上，像是NetApp公司设计的NAS系统就是使用RAID4的设计概念。

先上一张比较形象的图

各版本对比表格

RAID 0

RAID 1

RAID 2

RAID 3

采用Bit－interleaving（数据交错存储）技术，它需要通过编码再将数据比特分割后分别存在硬盘中，而将同比特检查后单独存在一个硬盘中，但由于数据内的比特分散在不同的硬盘上，因此就算要读取一小段数据资料都可能需要所有的硬盘进行工作，所以这种规格比较适于读取大量数据时使用。

RAID 4

RAID 5

RAID Level 5是一种储存性能、数据安全和存储成本兼顾的存储解决方案。它使用的是Disk Striping（硬盘分区）技术。RAID 5至少需要三块硬盘，RAID 5不是对存储的数据进行备份，而是把数据和相对应的奇偶校验信息存储到组成RAID5的各个磁盘上，并且奇偶校验信息和相对应的数据分别存储于不同的磁盘上。当RAID5的一个磁盘数据发生损坏后，可以利用剩下的数据和相应的奇偶校验信息去恢复被损坏的数据。RAID 5可以理解为是RAID 0和RAID 1的折衷方案。RAID 5可以为系统提供数据安全保障，但保障程度要比镜像低而磁盘空间利用率要比镜像高。RAID 5具有和RAID 0相近似的数据读取速度，只是因为多了一个奇偶校验信息，写入数据的速度相对单独写入一块硬盘的速度略慢，若使用“回写缓存”可以让性能改善不少。同时由于多个数据对应一个奇偶校验信息，RAID 5的磁盘空间利用率要比RAID 1高，存储成本相对较便宜。

RAID 6

与RAID 5相比，RAID 6增加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，数据的可靠性非常高，任意两块磁盘同时失效时不会影响数据完整性。RAID 6需要分配给奇偶校验信息更大的磁盘空间和额外的校验计算，相对于RAID 5有更大的IO操作量和计算量，其“写性能”强烈取决于具体的实现方案，因此RAID6通常不会通过软件方式来实现，而更可能通过硬件/固件方式实现。

同一数组中最多容许两个磁盘损坏。更换新磁盘后，数据将会重新算出并写入新的磁盘中。依照设计理论，RAID 6必须具备四个以上的磁盘才能生效。

可使用的容量为硬盘总数减去2的差，乘以最小容量，同理，数据保护区域容量则为最小容量乘以2。

硬 RAID 全软 RAID 半软 RAID

根据事先方式不同，RAID 分为软件磁盘阵列（软RAID）和硬件磁盘阵列（硬 RAID） 以及 硬件辅助磁盘阵列（半软、半硬）三种类型。

硬件磁盘阵列（Hardware RAID）

简单来说就是全部通过用硬件来实现RAID功能的就是硬RAID，比如：各种RAID卡，还有主板集成能够做的RAID都是硬RAID。
所以硬 RAID 就是用专门的RAID控制器（RAID 卡）将硬盘和电脑连接起来，RAID控制器负责将所有的RAID成员磁盘配置成一个虚拟的RAID磁盘卷。对于操作系统而言，他只能识别到由RAID控制器配置后的虚拟磁盘，而无法识别到组成RAID的各个成员盘

硬RAID全面具备了自己的RAID控制/处理与I/O处理芯片，甚至还有阵列缓冲（Array Buffer），对CPU的占用率以及整体性能中最有优势。

软件磁盘阵列（Software RAID）

硬件辅助磁盘阵列（Hardware-Assisted RAID）

RAID 卡

RAID卡有多种，除主板集成能够做的RAID的硬RAID外，还有各种专门RAID卡。一般分为硬RAID卡和软RAID卡两种

• 通过用硬件来实现RAID功能的就是硬RAID，独立的RAID卡，主板集成的RAID芯片都是硬RAID。
• 通过软件并使用CPU的RAID卡是指使用CPU来完成RAID的常用计算，软件RAID占用CPU资源较高

绝大部分服务器设备是硬件RAID

RAID卡上自带处理器，不需要服务器的CPU运算。优点是读写性能最快，不占用服务器资源，可用于任何操作系统，也能在系统断电后，通过备份电池模块（BBU, Backup Battery Unit）以及非易失性内存 (NVRAM)将硬盘读写日志档（Journal）包含的剩余读写作业先纪录在内存中，等待电力供应撤消后，再由NVRAM取回日志档数据，接着再完成读写作业，将剩余读写作业安全完成以确保读写完整性。备份电池模块通常会配合数组卡的Write-Back缓存模式，借由此内存缓存读写作业以得到更高的读写性能；但是没有备份电池模块的硬件磁盘阵列卡，切勿使用Write-Back缓存模式以免遭遇断电情形导致读写数据流失。此外，因为硬件磁盘阵列卡搭载CPU处理器，所以可以与系统分离出来，对硬盘进行各种作业，还原作业的速度也比软件磁盘阵列快。缺点是其售价很高，通常只用于RAID 5和RAID 6。

主板集成RAID与外插RAID卡RAID的区别：

性能

主板集成的RAID，它的性能以及它的速度是通过主板的CPU与内存来实现的，它会占有主板一定的带宽，会影响整机的性能，而外插RAID卡，它本身由自己的CPU和内存，所以它的数据处理大部分都会由自己处理，不会影响主板上的CPU与内存速度，总体看来，外插的RAID卡的RAID要比主板集成的RAID快得多。

安全性

主板集成的RAID它的安全性不能够得到保证，比如：我们用P8SCT主板做一个SATA RAID，不论你做RAID几，它是通过更改主板的BIOS选项做成的，所以一旦主板损坏、主板的CMOS电池掉电、无意更改了主板BIOS的设置都会带来RAID的丢失，通过主板做成的RAID，一旦丢失，将会不能恢复，后果是非常严重的，而外插的RAID卡做成的RAID就不会因为主板损坏、主板的CMOS电池掉电等现象对数据造成影响，所以外插的RAID卡，它的安全性远远大于主板集成的。

优缺点

软RAID依存于OS，硬RAID独立于OS。所以硬RAID的性能以及数据安全性肯定更好

优点：

硬 RAID：

• 对CPU 的占用率以及整体性能是这三种类型中最优势的
• 有硬盘丢失时可以实现重建，如果RAID卡损坏时也可以更换RAID卡

软 RAID：

• 成本低，只需要主板支持即可，不需要任何磁盘阵列卡
• 实现简单

半软 RAID：

• 性能以及稳定性较软 RAID 有不少提升
• 较易迁移到其他电脑

缺点：

硬 RAID：

• 设备成本是三种类型中最高的
• 需要有一定技术知识

软 RAID：

• 为耗损较多CPU资源运算RAID，导致发热等问题，也就不够稳定
• 依赖操作系统，而操作系统。。。。
• 若主板损坏，可能难以购买同款主板重建RAID

半软 RAID：

• 比上不足比下有余

附：

维基百科： https://zh.wikipedia.org/wiki/RAID#JBOD

百度百科： http://baike.baidu.com/view/63423.htm?fromtitle=RAID&fromid=33858&type=syn#viewPageContent http://baike.baidu.com/link?url=AAbF9DsK-eVY0nGk4BI2h2dDlYUACjlcSqIHB6Ec1Cz05uouNV5CthS9reWnjRaGmMPuFJxze90cjbvUsRhOV_ http://baike.baidu.com/view/95439.htm