對於RAID這個詞玩電腦的人其實應該都聽過，然而好像對自己來說又不太會接觸到的東西，其實隨著SSD的普及，RAID這個東西離普通個人消費者好像越來越遠了， 因為現在SSD的效能對絕大多數人來說已經足夠快了，而且嫌棄SATA SSD不夠快的話還有更快的PCI-E NVMe可選，現在部分高階OEM主機或遊戲筆記本會使用兩個SSD組RAID 0應該是最常見RAID組合了。

然而這對於注重資料安全的企業、工作站和資料中心來說RAID是相當重要的，也會有個人使用者為了保護重要資料也會選擇組建RAID 1陣列，多盤位NAS也會自動或者推薦使用者組RAID來保護資料，今天的超能課堂就來說說這個RAID是什麼東西。

RAID的全稱是Redundant Array of Independent Disks獨立硬碟冗餘陣列，簡稱磁碟陣列，基本上就是把多個 相對便宜的硬碟組合起來，讓他們變成一個 硬碟陣列組，使效能和容量達到甚至超過那些更為昂貴、巨大的硬碟，組建磁碟陣列的多個物理硬碟會被組合成一個邏輯扇區，在作業系統裡面看只會被識別成一個硬碟。

另外RAID有多個不同的等級，不同等級的RAID的組建方式與功能都不同，較單一硬碟相比會有以下一個或多個方面的好處：更大的容量，更強的容錯能力，更快的速度與更大的吞吐量。

標準RAID有：RAID 0、RAID 1、RAID 2、RAID 3、RAID 4、RAID 5、RAID 6，此外還有混合RAID包括：RAID 10/01、RAID 30、RAID 50、RAID 53、RAID 60，其中較為常見的有RAID 0、RAID 1、RAID 5、RAID 6和RAID 10，其他的都比較少用，本文只會介紹這幾個常用的，其他的簡單帶過。

常用的RAID等級對比

首先要說明一下的是JBOD其實並不算RAID， 它只是簡單的把幾個硬碟的空間合併變成一個大的邏輯硬碟，容量等於所有硬碟之和，資料的存放與寫入是從第一個硬碟開始按硬碟的順序來進行的，每次讀寫操作只是作用與資料所在的硬碟，所以並沒有增強讀寫效能的作用，讀寫效能和單一硬碟無異，而且也沒有錯誤備份的機制，一旦出現錯誤那麼這塊硬碟上的資料就將丟失，如果是第一顆硬碟損壞的話那麼整個陣列的資料可能都會丟失，因為通常來說磁碟分割槽表就在第一個硬碟上，不過對未損壞硬碟進行資料恢復的話那些資料是有可能恢復的。

RAID 0

RAID 0是最早出現的RAID模式，也稱為Striping（條帶）儲存，實現起來的方式也非常簡單，只需要兩塊或以上的硬碟就可組建，它將磁碟並列起來組成一個大容量磁碟，資料是分段後分散儲存在各個磁碟之中，讀寫操作都會涉及到各個硬碟，讀寫效能等於所有硬碟效能之和，所以RAID 0的速度是最快的，而且沒有任何容錯備份，所以磁碟可用空間也是最大的，空間利用率達到100%，然而就是因為沒有容錯能力這使得整個陣列變得非常不靠譜，如果有一個硬碟損壞的話所有資料都會丟失，而且因為RAID 0的資料是分散佈置的，所有資料恢復幾乎是不可能的。RAID 0主要應用在對效能有要求然而對資料安全性沒要求的場合，比如個人電腦的系統盤，影片製作的系統盤和快取盤等，重要資料不要儲存在RAID 0的陣列組裡面。

RAID 1

RAID 1又稱為mirroring（映象）儲存，與RAID 0這種要效能不要安全的方式不同，RAID 1的原理是把一個硬盤裡的資料完全映象到另一個硬碟上，兩個硬碟保持完全一樣的資料，RAID 1的資料安全性是最好的，只要有一個硬碟還健在資料就安全，然而空間利用率也是最低的，無論你拿多少個硬碟來組RAID 1，磁碟陣列組的容量也只等於容量最小的那個硬碟，其他硬碟空餘的空間可以分割槽獨立使用不會浪費，寫入速度也等於寫入速度最慢那個硬碟，資料讀取速度倒是等於硬碟數量的倍數。RAID 1主要應用在儲存關鍵性重要資料的場合，或者NAS盤位不足夠組RAID 5的場合，對，就是指那些雙盤位NAS。

RAID 5

RAID 1雖然對資料有良好的保護性，但是磁碟空間利用率太低了，不適合組建大容量的磁碟陣列，這時候就需要RAID 5出場了，RAID 5是一種儲存效能、資料安全和儲存成本兼顧的儲存解決方案。組建RAID 5至少需要三塊硬碟，它使用的是Disk Striping（硬碟分割槽）技術 ，並不是對儲存資料進行備份，而是把資料和對應的奇偶校驗資訊分散存放到各個硬碟上，當陣列組裡面的一個硬碟發生故障後，可以利用剩下的資料和奇偶校驗資訊去恢復損壞的資料。

RAID 5可以說是RAID 0與RAID 1的折中方案，假設用n個硬碟組建RAID 5陣列，讀寫效能和磁碟可用空間都等於n-1個硬碟之和，效能和空間利用率相對RAID 0來說是要低一點，資料安全性也沒RAID 1那麼高，然而綜合來說RAID 5應該來說是最好的，而且儲存成本相對便宜。

RAID 6

RAID 6與RAID 5其實是比較相似的，它增加了第二個獨立的奇偶校驗資訊塊，兩個獨立的奇偶校驗系統使用不同的演算法，資料的可靠性比RAID 5更高，可容許兩塊硬碟故障而保持資料的完整性，不過由於RAID 6需要比RAID 5更多的磁碟空間去儲存另一個奇偶校驗系統的資料，所以需要N+2個硬碟，組建RAID 6至少得4個硬碟才行，另外RAID 6陣列的資料傳輸需要大量的I/O和計算量，所以基本上不會去用軟體實現的，現在的主機板也很少支援RAID 6，通常都需要專用RAID卡來實現，另外由於寫入操作時需要進行大量的奇偶校驗計算，所以寫入效能也不算好。

基本上就只有那些對資料安全要求的應用才會用到RAID 6，比如資料中心、資訊中心等，其他大多數情況下用RAID 5就已經足夠了。

RAID 10

RAID 1+0是一種混合RAID，現在都簡稱成RAID 10，它是RAID 0與RAID 1的混合體，繼承了RAID 0的效能與RAID 1的安全，然而也繼承了RAID 1的低磁碟可用空間，組建RAID 1+0至少需要4個硬碟，磁碟空間可用率最高只有50%，RAID 1+0是先把硬碟分成兩組分別組建RAID 1陣列，然後在把這兩組RAID 1陣列組建RAID 0，也就是組建了兩層RAID，它的讀取效能基本就是陣列組內硬碟總數n，寫入速度則是n/2，資料的安全性也很好，即使陣列組內的一個硬碟故障整個陣列組也可以正常工作，只要不是整組RAID 1掛掉資料就是安全的。

當需要更換RAID 10中硬碟的時候，只需要直接更換損壞的那個硬碟就可以了，然後把那組RAID 1陣列中的另一個硬碟上的資料恢復過去就行了，在資料恢復的過程中整個RAID 10陣列依然是可以運作的。

另外還有一個RAID 0+1的組合，就是先組建RAID 0再組建RAID 1，然而這種組合的可靠性比RAID 1+0要低，因為只要有一個硬碟出現故障同組的RAID 0就會整體停止工作，只剩下另一組單獨工作，當然了資料還是安全的，實際應用中RAID 1+0也比RAID 0+1更為常用，現在的主機板基本都是支援RAID 1+0而不是支援RAID 0+1。

標準的 RAID 級別:

RAID 0:

（也稱為 FAST 模式）是速度最快的一種 RAID 模式。它需要至少兩個驅動器，並且會將資料分條到每個磁碟。所有磁碟的可用容量合在一起，成為計算機上的一個邏輯卷。

缺點：

一旦陣列中有一個物理磁碟發生故障，所有磁碟的資料都將不可訪問，因為有部分資料已被寫入所有磁碟。

應用：

RAID 0 是要求最高速度和最大容量的使用者的理想選擇。要處理超大型檔案的影片編緝工程人員可以使用 RAID 0 來編輯影片的多個流，以達到最佳播放效果。RAID 0 陣列更適於在頻繁的檔案處理（例如影片編輯）中使用，不宜用作唯一的儲存備份解決方案，也不宜在關鍵系統任務中使用。

如何計算Raid0容量大小：

RAID 0 系統中每個磁碟的容量都應相同。在 RAID 級別 0 配置中，儲存容量的計算方

式為驅動器數乘以磁碟容量，即：

C = n*d

其中：

C = 可用容量

n = 磁碟數

d = 磁碟容量

例如，如果一個 RAID 0 陣列中包含四個驅動器，每個驅動器的容量為1000GB，則陣列的總容量為 4000GB：C = (4*1000)

RAID 1:

RAID 1（在某些公司產品裝置中也稱為 SAFE 模式）是一種安全的 RAID 模式，它至少需要兩個驅動器，並且驅動器成對工作。計算機上將安裝一個邏輯卷，兩個驅動器合併後的可用容量限制為不超過最小磁碟的容量。如果其中一個物理磁碟出現故障，可以立即從第二個磁碟上獲取資料。即使一個磁碟出現故障，也不會丟失任何資料。

應用：

在一個磁碟出現故障時，RAID 1 可提供最高的資料安全性，但由於資料需寫入兩次，因此在寫入時效能會略有下降。在更注重安全性而非速度的情況下，RAID 1 是理想選擇。

如何計算 RAID 1 的容量：

RAID 1 系統中每個磁碟的容量都應相同。在 RAID 級別 1 配置中，儲存容量的計算方

式為驅動器數乘以磁碟容量再除以 2，即 ：

C = n*d/2

其中：

C = 可用容量

n = 磁碟數

d = 磁碟容量。

例如，如果一個 RAID 1 陣列中包含個驅動器，每個驅動器的容量1000GB，則陣列的總容量為 2,000GB：C=(4*1000)/2。

RAID 3:

RAID 3 使用位元組級別的條帶化技術，並採用專用的奇偶校驗磁碟（右側圖例中的磁碟 4），因此計算機上會安裝一個卷。RAID 3 陣列能在一個磁碟出現故障的情況下確保資料不丟失。如果一個物理磁碟出現故障，該磁碟上的資料可以重建到更換磁碟上。如果資料尚未重建到更換驅動器上，而此時又有一個磁碟出現故障，那麼陣列中的所有資料都將丟失。

應用：

RAID 3 在要讀取連續的長檔案（如影片檔案）的環境中可提供良好的資料安全性。由於資料是從奇偶校驗塊中讀取，因此磁碟故障不會導致服務中斷。RAID 3 適用於那些追求效能並要求持續訪問資料的使用者（如影片編輯人員）。對於密集使用不連續檔案的使用者來說，RAID 3 並非理想之選，因為專用的奇偶校驗磁碟會影響隨機讀取效能。

如何計算 RAID 3 的容量：

RAID 3 系統中每個磁碟的容量都應相同。在 RAID 級別 3 配置中，儲存容量的計算方式為驅動器數減一再乘以磁碟容量，即

C = (n-1)*d

其中：

C = 可用容量

n = 磁碟數

d = 磁碟容量

例如，如果一個 RAID 3 陣列中包含四個驅

動器，每個驅動器的容量為 1000GB，則陣

列的總容量為 3,000GB：

C = (4-1)*1000

RAID 3+Spare:

RAID 3+Spare模式下，陣列中會有一個磁碟保持空置狀態。如果陣列中有驅動器發生故障，故障磁碟中的

資料就會自動重建到空磁碟（或稱為“備用”磁碟）上。

應用:

RAID 3+Spare模式下，磁碟故障不需要立即處理，因為系統會使用熱備用磁碟對自己進行重建，但故障磁碟還是應儘快更換。

如何計算 RAID 3+Space的容量:

RAID 3+Spare系統中每個磁碟的容量都應相同。RAID 3+Spare配置中，儲存容量的計算方式為驅動器數減二再乘以磁碟容量，即

C = (n-2)*d

其中：

C = 可用容量

n = 磁碟數

d = 磁碟容量

例如，如果一個 RAID 3+Spare陣列中包含四

個驅動器，每個驅動器的容量為 1000GB，

則陣列的總容量為 2,000GB：

C = (4-2)*1000

RAID 5:

RAID 5 綜合了 RAID 0 的條帶化技術以及陣列資料冗餘技術（陣列最少包括三個磁碟）。RAID 3 和 RAID 5 之間的區別在於，RAID 3 配置提供的效能更高，但總容量略低。資料會在所有磁碟之間分條，並且每個資料塊的奇偶校驗塊 (P) 寫入到同一條帶上。如果一個物理磁碟出現故障，該磁碟上的資料可以重建到更換磁碟上。單個磁碟出現故障時，資料不會丟失，但如果資料尚未重建到更換驅動器上，而此時又有一個磁碟出現故障，那麼陣列中的所有資料都將丟失。

應用:

RAID 5 綜合考慮了資料安全和磁碟空間充分利用這兩方面的因素。由於資料是從奇偶

校驗塊中讀取，因此磁碟故障不會導致服務中斷。RAID 5 適用於歸檔，且適合那些追

求效能並要求持續訪問資料的使用者（如影片編輯人員）使用。

如何計算 RAID 5 的容量:

RAID 5 系統中每個磁碟的容量都應相同。在 RAID 級別 5 配置中，儲存容量的計算方

式為驅動器數減一再乘以磁碟容量，即

C = (n-1)*d

其中：

C = 可用容量

n = 磁碟數

d = 磁碟容量

例如，如果一個 RAID 5 陣列中包含四個驅

動器，每個驅動器的容量為 1000GB，則陣

列的總容量為 3,000GB：

C = (4-1)*1000

RAID 5+Spare:

RAID 5+Spare是一種 RAID 5 陣列，其中有一個磁碟用作備用磁碟，用於在磁碟發生故障時立即重建系統。因此，至少需要四個磁碟。如果一個物理磁碟發生故障，磁碟上的資料仍然可以訪問，因為資料是從奇偶校驗塊中讀取的。故障磁碟上的資料將重建到熱備用磁碟上。當故障磁碟更換後，更換的磁碟便成為新的熱備用磁碟。單個磁碟出現故障時，資料不會丟失，但如果系統尚未將資料重建到熱備用磁碟上，而此時又有一個磁碟出現故障，那麼陣列中的所有資料都將丟失。

如何計算 RAID 5+Space的容量：

RAID 5+Spare系統中每個磁碟的容量都應相同。RAID 5+Spare配置中，儲存容量的計算方式為驅動器數減二再乘以磁碟容量，即

C = (n-2)*d

其中：

C = 可用容量

n = 磁碟數

d = 磁碟容量

例如，如果一個 RAID 5+Spare陣列中包含四

個驅動器，每個驅動器的容量為 1000GB，則

陣列的總容量為 2,000GB：

C = (4-2)*1000

RAID 6：

在 RAID 6 中，資料會在所有磁碟（最少四個）間進行分條，並且每個資料塊的兩個奇偶校驗塊（如右圖中的 p 和 q）寫入到同一條帶上。如果一個物理磁碟出現故障，該磁碟上的資料可以重建到更換磁碟上。這種 RAID 模式最多允許兩個磁碟出故障而不丟失資料，而且它能更快地重建故障磁碟上的資料。

應用：

在驅動器出現故障時，RAID 6 能進行有效的重建，確保了資料的可靠性。為此，安全性

要求較高，而效能要求不高的使用者可以選擇 RAID 6。

如何計算 RAID 6 的容量：

RAID 6 系統中每個磁碟的容量都應相同。RAID 6 配置中，儲存容量的計算方式為驅

動器數減二再乘以磁碟容量，即：

C = (n-2)*d

其中：

C = 可用容量

n = 磁碟數

d = 磁碟容量

例如，如果一個 RAID 6 陣列中包含五個驅

動器，每個驅動器的容量為 1000GB，則陣

列的總容量為 3,000GB：

C = (5-2)*1000

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磁碟陣列對於家庭使用者使用的較少，常用於企業搭建的伺服器。

家庭使用者，若有需要搭建NAS伺服器，可以透過RAID進行磁碟劃分；

RAID支援不同等級的資料安全等級劃分，等級越高，佔用的資源也就越高。

我們一起來簡單瞭解一下什麼是RAID，RAID的等級究竟有哪些？

什麼是RAID

RAID的全稱是Redundant Array of Independent Disks，獨立的磁碟冗餘陣列。

使用多塊硬碟組成磁碟陣列，在邏輯上對硬碟進行劃分；

按照不同的安全等級，分別將資料儲存至不同的物理磁碟中；

透過RAID劃分，能夠提高資料的讀寫速度，硬碟的使用效率，提升資料安全性等。

RAID的等級

1.RAID 0

RAID 0最少由兩塊硬碟組成，資料會依次寫入不同的硬碟；

能夠顯著提升資料的寫入速度，但是安全性上沒有提升。

2.RAID 1

RAID 1最少也需要使用兩塊硬碟，資料會同時寫入兩塊硬碟；

資料安全等級提高了，但是空間使用上成倍增加。

3.RAID 3

RAID3在RAID0的基礎上加入了校驗盤的功能；

在分組資料寫入不同硬碟的同時，會將完整的資料儲存至校驗盤。

4.RAID 5

RAID5在RAID3的基礎上，進一步的最佳化，將校驗盤的資料分別放置在不同的資料盤中；

但是當一塊硬碟損壞時就無法進行工作，可以更換硬碟，並透過演算法恢復故障盤。

關於儲存RAID還有那些問題？