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| 茂訊用心提醒：與本頁相關資料為「筆記型電腦」「硬體相關」。 |
 RAID是什麼，又有什麼功能及優點呢? |
RAID 0 講求效能的極大化，使用者設定數顆實體硬碟在磁碟陣列中，欲寫入、讀取此硬碟陣列的資料，就會分成數份同時寫入、讀取。理論上來說，RAID 0 磁碟陣列中有幾顆實體硬碟，讀取、寫入效能就呈現倍數成長。若是磁碟陣列中的硬碟存取效能不一，則以最低效能硬碟的存取能力作為基準估算。
因為將資料拆分寫入硬碟的策略，使得 RAID 0 能夠使用到所有硬碟加總起來的容量。如果是在各個實體硬碟容量不同的情況，則能夠依照最小容量的那顆硬碟為標準建立 RAID 0，其它較大容量硬碟的多餘空間，則依磁碟陣列控制器的不同，而有不同的結果；較低階的控制器可能無法使用這部分的空間，高階的控制器則可做另外的規劃，例如做為單一的儲存空間使用或是組合成其它的 RAID 組態。
此外最近採用 PCIe 為連接介面的消費型 SSD，也經常使用 RAID 0 作為內部儲存空間的組合方式，因為 SSD 內部的快閃記憶體控制器原本就擁有較多層、較複雜的糾錯演算法，加上快閃記憶體和傳統硬碟的每儲存單位售價還是存在著一定距離，採用其它 RAID 模式會讓售價提升不少，以至於產生這樣的結果。
▲RAID 0。
在 RAID 0 追求效能極端的彼岸，存在著強調資料安全性的 RAID 1，RAID 1 的資料儲存方式恰好與 RAID 0 相反，欲寫入硬碟的資料被複製成與硬碟相同數量的份數，分別寫入陣列中的各顆硬碟。如此一來每個硬碟內都擁有著同份資料的不同拷貝，只要陣列中的其中 1 顆硬碟還可使用，資料就不會遺失，可忍受 n-1 顆硬碟同時損毀（n 為陣列中實體硬碟的個數）。
效能部分則分為寫入和讀取 2 種不同狀況，寫入時因為須將資料複製多份寫入各顆硬碟，寫入效能與單顆硬碟差不多；讀取時則能夠同時從各顆硬碟同時讀取資料的不同部分，所以能夠和 RAID 0 相提並論，約是單顆硬碟讀取效能乘上陣列中的硬碟個數，不過也有以單顆硬碟讀取的設計。
陣列可使用容量是 RAID 1 最大的缺點，由於各實體硬碟中的資料幾乎是以鏡像的方式儲存，因此無論陣列中放入了多少顆硬碟，可用容量都是以最小的那顆硬碟為主；同 RAID 0，如果陣列中有著硬碟容量不一的情形，大硬碟的剩餘容量能否可利用端看控制器的設計，之後的 RAID 模式也是如此，將不再贅述。
▲RAID 1。
RAID 5 使用了和 RAID 0、RAID 1 較為不同的策略，相較 RAID 0 將資料拆分以及 RAID 1 的資料複製，RAID 5 則是將資料運算過後的糾錯檢查碼儲存起來，使用奇偶校驗碼、也就是 XOR 運算。詳細實作方式為，將資料分成 n-1 份（n 為磁碟陣列中的實體硬碟個數），分開寫入至各顆硬碟中。剩餘的那個空間，就會將分成 n-1 份的資料進行 XOR 運算後寫入；需注意的是資料與校驗碼是以交錯的方式放在各顆硬碟上，而不是有顆硬碟專門儲存校驗碼。
由於 RAID 5 多了 XOR 運算，所以效能的評估比較複雜，如果運算效能相當充足，存取效能可以接近於採用 n-1 顆硬碟的 RAID 0；如果 XOR 運算效能不足，則存取效能將會無限下探。加強效能的方式，以軟體／韌體、驅動程式方式搭建的磁碟陣列來說，就是加強處理器的運算效能，如果是硬體獨立運算方式的 RAID 擴充卡／擴充晶片，就是依照晶片上的 XOR 運算引擎為主。
此外還可開啟「寫入快取」的功能，先將資料寫入快取記憶體（電腦的系統記憶體、陣列卡上的 DRAM 模組等）中，之後再慢慢運算寫入硬碟中，在作業系統端來看就是已經寫入硬碟了。但是資料先行寫入斷電後就會消失的 DRAM，所以開啟寫入快取有著一層風險，萬一資料尚未完整寫入硬碟時斷電，則資料就會損毀。因此在部分硬體式的 RAID 擴充卡，還會有額外的電池模組可安裝，就是為了在意外斷電的情況下還能盡量保留 DRAM 內的資料，或者是直接寫入 RAID 卡上的非揮發性快閃記憶體之中。
還有個原因能夠影響 RAID 5 的存取效能，就是磁碟陣列中的實體硬碟數量，因為硬碟數量越多，每組奇偶校驗碼所對應的資料量就越多，運算過程就更為複雜。
安全性部分則是能夠容許任何 1 顆實體硬碟損毀，無論磁碟陣列中有著多少顆硬碟都是如此。因此 RAID 5 磁碟陣列中要放入多少顆實體硬碟，可以依照偏向安全性、效能、空間利用率來抉擇。假設各顆硬碟故障率都相同，越多顆硬碟，安全性越低（陣列中硬碟出錯機率升高）、效能越低（需要運算量增大）、空間利用率越高（奇偶校驗碼所需容量提攤至更多硬碟上）；越少顆硬碟，安全性越高、效能越高、空間利用率越低。
▲RAID 5，注意校驗資訊是以交錯的方式分散在不同實體硬碟中。
在 RAID 5 的基礎上，額外再加入 1 組奇偶校驗碼，就形成了 RAID 6 磁碟陣列；也就是說，RAID 6 內部有 2 套並行使用的演算法，用以產生奇偶校驗碼。這 2 組演算法是不同的，除原先 RAID 5 使用的 XOR 之外，另 1 套演算法就交由廠商自行選擇。RAID 6 由於多出 1 組奇偶校驗碼需要儲存的關係，所以磁碟陣列中只有 n-2 顆實體硬碟用以儲存真正的資料。
RAID 6 的效能、安全性、空間利用率都可用 RAID 5 的方式來推估，在處理器足以負擔 2 套演算法的情況下，存取效能約是單顆硬碟的 n-2 倍；安全性則是可同時容忍 2 顆硬碟損毀，空間利用率則是比 RAID 5 少了 1 顆硬碟（邏輯上須 2 顆實體硬碟的空間擺放奇偶校驗碼）。
▲RAID 6。
筆者以跳過 RAID 2、RAID 3、RAID 4 的方式敘述 RAID 0、RAID 1、RAID 5、RAID 6，主要的原因是這幾種 RAID 方式並不常用。RAID 2 是 RAID 0 的改良版，將資料經由 1 種稱之為「漢明碼」的演算法計算後放入硬碟中（以 bit 為單位分割），經過漢明碼編碼的資料會略微增大，但換來了偵測與校正錯誤的功能。RAID 3 則是以 byte 為單位分割資料後儲存，同時改換奇偶校驗碼；RAID 4 同 RAID 3，但將資料以 block 為單位進行分割。
缺點在於 RAID 2 以 bit 為單位分割資料，加上漢明碼編碼後的影響，最少需要 7 顆實體硬碟才能夠建立（4 顆存放實體資料，3 顆存放校驗資料），架設門檻十分的高，空間利用率也不佳。RAID 3、4 最少需要 3 顆硬碟才可使用，皆可容忍 1 顆硬碟損毀；RAID 3 以 byte 為單位分割、RAID 4 換成以 block 為單位，但是奇偶校驗碼均固定儲存在 1 顆實體硬碟上，而非如 RAID 5 交錯的儲存在各顆硬碟，這使得無論讀取哪個部分的資料，都會存取到儲存奇偶校驗碼的那顆硬碟，導致單顆硬碟負荷過重，容易提早往生。
效能上 RAID 3 的隨機存取不佳，RAID 4 則是隨機寫入不佳，綜合以上原因，在現今的磁碟陣列中相當少（幾乎可以說是沒有）見到 RAID 2、3、4 的建立方式。
▲RAID 4。
▲各種RAID的比較表。（假設硬碟容量相等、額外的校驗運算不為效能瓶頸）
除以上介紹的 RAID 之外，讀者還可見到 JBOD 這個縮寫或是比 RAID 6 還要大的數字。首先來說明 JBOD 的意義，JBOD 為 ”Just a Bunch Of Disks” 的縮寫，意思就是「一堆硬碟」，指的是 RAID 磁碟陣列以外的所有組態。
實作上 JBOD 有 2 種方式，第一種與我們直接將硬碟安裝在電腦中相同，各顆實體各自管理自己的容量，當然也可進行磁碟區分割。第二種則是能夠將不同實體硬碟的空間串在一起，例如 2 顆 1TB 硬碟串成 1 個 2TB 的空間運用，如此能夠放入大於 1TB 的單一檔案。由於 JBOD 可以指上述 2 種情況的其中 1 種，實際進行設定前建議仔細閱讀，硬碟控制器／RAID 擴充卡廠商的說明。
在廠商支援的情況下，使用者甚至可以將 2 種以上的 RAID 組態放在同 1 組磁碟陣列內，也就是有時可以看到的雙位數 RAID 01、10、50、60……等。建立的方式也很好理解，首先利用前位數字的 RAID 方式建立陣列，接著再將後方數字所代表的陣列建立其上。譬如 RAID 10 就是先建立 2 組 RAID 1，接著這 2 組 RAID 1 再組合成 RAID 0；RAID 50 就是先建立 2 組 RAID 5，接著再組合成 1 組 RAID 0。
除了支援度很少的 RAID 2、3、4 之外，一般來說無論是軟體或硬體式 RAID 都支援 RAID 0、RAID 1、RAID 5、RAID 6 或混合使用（實際情況依照連接埠的多寡而有所差異），實務上的做法則比較傾向於 RAID 10、50、60，而非 RAID 01、05、06。舉例來說，RAID 50 和 RAID 05 最少所需實體硬碟均為 6 顆，前者先行建立 2 組 RAID 5 後再組合成 RAID 0，因此各組 RAID 5 之中皆容許有 1 顆（共 2 顆）硬碟損毀失效，上層的 RAID 0 均能夠正常運作；若是先行建立 RAID 0 再組合成 RAID 5，最多僅能容忍 1 顆損毀或是同一組RAID 0內的硬碟均損毀，這其中的因果關係可以請讀者稍微思考一下。
▲RAID 50。
部分較為高階的產品，除了指定硬碟作為 RAID 使用之外，還可指定硬碟作為 spare 之用。spare 的意思就是多餘、備用的意思，被指定為 spare 角色的硬碟平常接上但不使用，一旦 RAID 陣列其中的硬碟發生問題，spare 硬碟就會立刻替換原本那顆損壞硬碟的功能。
因為硬碟損壞的當下很有可能沒有資訊人員能夠立刻處理，為了避免在資訊人員替換掉損毀硬碟之前，磁碟陣列內部的硬碟損毀數量超過 RAID 容許個數，才會有 spare 硬碟的這種作法。
了解 RAID 各種模式之後，最終還是要回到問題的起點「我該使用哪種模式？」。RAID 0 和 RAID 1 最少都需要 2 顆硬碟，RAID 0 是效能和儲存空間的最大化，不注重安全性，因此比較適合放一些消失不見也沒關係的檔案，例如快取、或是整理檔案時的暫存空間，RAID 1 則是安全性最大化，適合放一些重要的資料。
在 4bay 規格的 NAS 產品中，RAID 5、RAID 6、RAID 10則是可以放在一起探討，以安全性來排序由高至低為 RAID 6＞RAID 10＞RAID 5，空間利用率則是 RAID 5＞RAID 6＝RAID 10。此外還必須加入處理效能去探討，如果處理效能不高，那麼使用 RAID 10 能夠獲得比 RAID 6、RAID 5 還要高的存取速度（因為不用運算校驗碼）。
