主题：【原创】家用硬盘阵列RAID实例-壹 -- 梦回唐朝

最常见的桌面电脑支持的硬盘阵列模式包括以下几种：0, 1, 5, 1+0。下面是一些简单介绍。

此节主要编译自Storage, Raid, and intel’s ICHxR， 英文和图片版权为原作者所有。

RAID 0 - striped

由4个或更多硬盘组成，数据被分块(striped)写到不同硬盘，大容量，高速度，低可靠性。

- 读写速度n倍于单盘,也就是说近于线性提高。

- 读写延迟因为每一个硬盘都需要到位，所以决定于最慢的那个硬盘。

- 容量是多个硬盘的总和。如果硬盘容量不等，则是最小硬盘的容量*n.

- 可靠性大幅降低。如果单个硬盘的年平均失败率为f，那么n-disc raid0阵列失败率为 100*(1-(1-f/100)^n)%。例如单个硬盘失败率为5.0%, 那么两个盘组成的RAID0失败率为9.75%.

RAID 1 纯镜像（Mirroring)

由2个或更多硬盘组成，高可靠性，无速度优势。

- 数据一模一样地被写入所有硬盘，也就是说一式两份（或多份）。所以只要有一个还是好的，数据就没问题。

- 同样的原因，容量仅为单个硬盘的容量，所以成本最高。

- 读延迟（latency）可能稍快，取决于阵列控制器的智能程度，控制器可能会选择较快的那个硬盘。

- 读速度（speed throughput）可能稍快或较快，取决于阵列控制器的智能程度，控制器可能可以从两个硬盘各读一半数据。

- 写速度及延迟可能稍慢，取决于最慢的那个硬盘。

- 如果单个硬盘的年平均失败率为f%，那么阵列失败率为 100*( (f/100)^2 ) %. 例如单个硬盘失败率为5.0%, 那么两个盘组成的阵列失败率为0.25%.

RAID1+0 or RAID 10

4-disc raid 10 :

RAID 0

.-----------------.

| |

RAID 1 RAID 1

.--------. .--------.

| | | |

120 GB 120 GB 120 GB 120 GB

A1 A1 A2 A2

A3 A3 A4 A4

A5 A5 A6 A6

A7 A7 A8 A8

由4个或更多硬盘组成，先镜像，再分块。

假设有n个硬盘组成：

- 读速度快，接近n/2倍于单盘

- 读延迟接近单盘，因为它决定于成员RAID 1, 而成员RAID 1的读延迟决定于最快的那个成员硬盘。

- 写速度接近n/2倍于单盘

- 写延迟也接近单盘，但可能稍慢，取决于最慢的那个硬盘。

- 阵列容量也是n/2倍于单盘

- 如果单个硬盘的年平均失败率为f%，那么阵列失败率为 100*(1 - (1-(f/100)^2)^(n/2)) %. 例如单个硬盘失败率为5.0%, 那么4个盘组成的RAID10阵列失败率为0.499%.

RAID5 奇偶校验阵列

由3个或更多硬盘组成，数据被分块写入单个硬盘，同时也有奇偶校验数据写入，以保证任何n-1个硬盘上的数据可以恢复完整数据。

高速，容错，可扩展性好，大容量，但实现复杂。

- 读速度为n-1倍于单盘

- 读延迟因为每一个硬盘都需要到位，所以决定于最慢的那个硬盘。

- 写速度接近于n-1倍于单盘。但应为每一块数据都需要附加写入奇偶校验位，所以有额外的计算和写操作。

- 写延迟比较严重，同样的因为要计算校验位。

- 容量为(n-1)倍于单盘。

- RAID5可以容忍单盘失败。只有两个成员硬盘同时故障时，阵列才无法恢复。所以如果单个硬盘的年平均失败率为f%，那么阵列失败率为100*[1- ((1-f/100)^n * (f/100)^0 + nC1*(1-f/100)^(n-1) * (f/100)^1)] %. 例如单个硬盘失败率为5.0%, 那么4个盘组成的RAID5阵列失败率为1.40%.

其他阵列组合包括 RAID 5+x 等等对于家用而言过于高端，略过不计，有兴趣的朋友可以参看Wiki.