磁碟陣列

1. 磁碟陣列簡稱 RAID(Redundant Arrays of Inexpensive Disks)。

2. 磁碟陣列的由來：

由美國柏克萊大學在１９８７年，發表的文章：” A Case for Redundant Arrays of Inexpensive Disks ”。文章中，談到了 RAID 這個字彙，而且定義了 RAID 的 5 層級。柏克萊大學研究其研究目的為，反應當時 CPU 快速的性能。 CPU 效能每年大約成長 30 ～ 50% ，而硬磁機只能成長約 7% 。研究小組希望能找出一種新的技術，在短期內，立即提升效能來平衡電腦的運算能力。在當時，柏克萊研究小組的主要研究目的是效能與成本。

3. RAID 的基本觀念 :

RAID 把許多顆硬碟機放在一起，由一個智慧型的控制器來統一操控，使電腦的主系統把全部硬碟看成是一顆虛擬的硬碟機，其主要功能是增加資料的儲存總容量 , 安全性與硬碟機的執行效率，並且藉由 RAID 的劃分方式將資料分散儲存在多顆硬碟機內，來提供與改良在不同應用環境下的資料存取彈性、效能與安全性。

RAID 功能介紹 :

JBOD 整合單一磁碟
這種組成方式嚴格來說不算 RAID ，因為它的功能就跟它的全名一樣，「只是將多顆磁碟湊在一起」， 當作一顆超大硬碟來用。假設是 4 顆 250GB 的大硬碟，在 JBOD 模式下就成了一顆 1TB ﹙ =1000GB ﹚的超高容量硬碟，但是除了容量提升之外，它的速度還是跟單一硬碟相同，也沒有額外的安全性。

RAID 0 切分 / 延展
這是最簡單也最猛的一種磁碟陣列，它的功能是在資料寫入時，將資料分割成幾個小區塊，分別存到各顆硬碟裡，因此可以提升寫入速度。當需要讀取時，再分別由所有硬碟裡將小區塊抓出來， 所以也有較高的讀取速度。
但它的缺點是只要其中一顆硬碟壞掉，或只是小小的出點問題，都可能因為一小部分資料的不完整，就造成整個磁碟陣列無法正常讀取，全部的資料就這樣毀於一旦，完全沒有安全性可言。儘管如此， RAID 0 存取效能隨著組成硬碟數目增加而提升的特性，對於「效能至上」的玩家們還是有不小的吸引力。

RAID 1 磁碟鏡射
這種磁碟陣列是將單一磁碟作「鏡射」的動作，也就是資料寫入時將相同的資料同時丟進兩顆硬碟，確保所有的資料都隨時存在另一個備份。因為對單一硬碟寫入的資料量不變，所以寫入速度跟非 RAID 磁碟機沒有差別，不過在讀取時能同時由兩顆硬碟抓取資料，所以速度還是有所提升。

RAID 10 / 01 磁碟鏡射 + 切分 / 延展
這是將 RAID 0 與 RAID 1 的架構作結合用的磁碟陣列， 10 與 01 的差別僅是先鏡射再分割資料，或是先分割再將資料鏡射到兩組硬碟，但功能是相同的，而且都需由 4 顆硬碟組成。這種組法同時具備效能提升與資料備份的優點，只要不是「同組鏡射」的兩顆硬碟同時毀損，資料都可以救得回來。

RAID 5 切分 / 延展 + 輪轉同位元
RAID 5 是由 RAID 2.3.4 改良而來，終於成為比較普及的一種架構。 它先將原始資料與同位檢查位元作組合，再以位元為單位分散存放在所有硬碟中，因此不需多用一部硬碟來存放檢查碼。
但 RAID 5 實際上仍需一顆硬碟的容量來存放同位檢查碼，所以 RAID 整體的可用容量會等於總容量減去單顆硬碟容量，只是這個浪費的空間是分散在各顆硬碟中。
RAID 5 因為是分散的存取架構，因此效能提升明顯，而且任何一顆硬碟毀損，都還可以救得回來。 雖有浪費一顆硬碟容量的缺點，但是跟 RAID 10 / 01 一半的容量浪費相比， RAID 5 單顆容量換得的安全性可說是相當划算。

結論 :
RAID 的好處 :
1.  在不同應用環境下，可提昇系統 I/O 之存取效能。
2.   增加資料保存的安全性。
3.   可以增加每個系統可連結硬碟機數量與容量 ─ IDE RAID CARD 3WARE-7810 可以連接 8顆硬碟，當設定為 RAID 0 時系統看成是一顆大容量的虛擬硬碟機。
4.    經由磁碟陣列卡 RAID level 的設定控制，可以得到不同運用需求的彈性選擇。

RAID 的特徵 :
由於現今 RAID 的技術愈來愈成熟，產品在市場上也愈來愈多，一些基本的功能就變成是一種標準，不會因為廠牌不同而有所不同。這些特徵包括：
1.   提供相互備援、可熱抽換的冷卻風扇。
2.   提供相互備援、可熱抽換的電源供應器。
3.   與主機、作業系統獨立。
4.   支援熱抽換與熱備援用硬碟機並且線上自動資料重建。

資料的安全性 ─ 當系統的硬碟機數目增加時，發生硬碟機損壞的可能性也隨之增加，因此一個磁碟陣列系統，應該不能受單一硬碟損壞的影響，而造成資料的流失或系統的損毀。磁碟機鏡像 把一顆硬碟機資料拷貝到另外一顆 ) 是最早出現也是最簡單的方法，但是需要多一倍的硬碟容量，因此造成使用者投資成本的增加，於是磁碟陣列就出現了使用各種不同的編碼方式來增加硬碟的使用率及資料的安全性。

硬碟的執行效率 ─ 使用者存取資料時，因資料分散在多顆硬碟中同時讀取，平行操作來增加存取效能，也就是說當有一筆資料進出時，多顆硬碟能同時作用，來增加硬碟的執行速度。