硬RAID和軟RAID

• 2020 年 12 月 3 日
• 筆記
• linux

RAID簡介：

• RAID是 Redundant Array of Independent Disks的簡寫，意為獨立磁盤冗餘陣列，簡稱磁盤陣列。基本思想是把多個相對便宜的硬盤結合起來，稱為一個磁盤陣列組，使性能達到甚至超過一個價格昂貴、容量巨大的硬盤。由於RAID把多個硬盤組合成為一個邏輯扇區，因此對於電腦來說，只會把他當作一個硬盤或邏輯存儲單元。
• RAID比單個硬盤的好處：

　　（1）增強數據集成度

　　（2）增強容錯功能

　　（3）增加處理量和容量

• RAID技術最初由加利福尼亞大學伯克利分校（University of California-Berkeley）在1988年提出，經過多年發展已經擁有眾多版本。主要分為：標準RAID（RAID0 ~ RAID6），混合RAID（JBOD、RAID7、RAID 10、RAID 50等）。
• 在應用上來說。RAID 0 、RAID 1、RAID 5、RAID 6最常見，RAID 2、3、4較少實際應用，因為RAID 5已經覆蓋了所需的功能，因此RAID 2、3、4大多只在研究領域實現，RAID 4應用在某些商業機器。

硬RAID和軟RAID：

　　RAID分為軟件磁盤陣列（軟RAID）、硬件磁盤陣列（硬RAID）和硬件輔助磁盤陣列（半軟、半硬）三種類型。

• 硬RAID：全部通過用硬件來實現RAID功能就是硬RAID，比如各種RAID卡，還有主板集成能夠做的RAID都是硬RAID。硬RAID就是用專門的RAID控制器（RAID卡）將硬盤和電腦連接起來，RAID控制器負責將所有的RAID成員磁盤配置成一個虛擬的RAID磁盤卷，對於操作系統而言，他只能識別到由RAID控制器配置後的虛擬硬盤，而無法識別到組成RAID的各個成員盤。
  • 硬RAID全面具備了自己的RAID控制/處理與I/O處理芯片，甚至還有隊列緩衝（Array Buffer），對CPU的佔用率以及整體性能中最有優勢。
• 軟RAID：通過用操作系統來完成RAID功能的就是軟RAID，比如在Linux操作系統下用3塊硬盤做RAID5，也就是不使用RAID控制器與I/O芯片，直接通過軟件層實現的RAID，所有功能都是操作系統（OS）與CPU來完成，這是效率最低的一種RAID。
  • 與硬RAID不同的是，軟RAID的各個成員盤對於操作系統來說是可見的，但操作系統並不把各個成員盤呈現給用戶，而只是把通過軟件層配置好的虛擬RAID卷呈現給用戶，使用戶可以像使用一個普通磁盤一樣使用RAID卷。
• 硬件輔助磁盤陣列：與硬RAID和軟RAID相比，半軟RAID需要一張RAID卡，以及廠商所提供的驅動程序，但是半軟半硬RAID缺乏自己的I/O處理芯片，所以這方面的工作仍要由CPU與驅動程序來完成，半軟半硬RAID所採用的RAID控制/處理芯片的能力一般都比較弱，不能支持高的RAID等級。但是較易遷移到其他電腦。

RAID卡：

• RAID卡由很多種，除主板集成能夠做RAID的硬RAID外，還有各種RAID卡，一般分為硬RAID卡和軟RAID卡兩種：
  • 通過用硬件來實現RAID功能的就是硬RAID，獨立的RAID卡，主板集成的RAID芯片都是硬RAID。
  • 通過軟件並使用CPU的RAID卡是指使用CPU來完成RAID的常用計算，軟RAID佔用CPU資源較高。
  • 絕大部分服務器設備都是硬RAID
  • RAID卡上自帶處理器，不需要服務器的CPU運算。優點是讀寫性能最快，不佔用服務器資源，可用於任何操作系統。但是售價很高，通常適用於RAID5和RAID6。

主板集成RAID與外插RAID卡的區別：

• 性能：主板集成的RAID，它的性能以及它的速度是通過主板的CPU與內存來實現的，它會佔用主板一定的帶寬，會影響整機的性能，而外插RAID卡，它本身有自己的CPU和內存，所以它的數據處理大部分都會由自己處理，不會影響主板上的CPU與內存速度，外插的RAID卡要比主板集成的RAID快的多。
• 安全性：主板集成的RAID安全性不能夠得到保證，通過主板做成的RAID，一旦RAID丟失將不能恢復，後果也是十分嚴重的，而外插的RAID卡做成的RAID不會因為主板損壞，主板的CMOS電池掉電等現象對數據造成影響，所以外插的RAID卡，安全性遠遠大於主板集成的。

軟RAID和硬RAID的優缺點：

　　優缺點：軟RAID依存於OS，硬RAID獨立於OS。所以硬RAID的性能以及數據安全性更好。

• 優點：
• 硬RAID：
  • 對CPU的佔用率以及整體性能是最有優勢的。
  • 硬盤丟失時可以重建，如果RAID卡損壞時也可以更換RAID卡。
• 軟RAID：
  • 成本低，只需要主板支持即可，不需要使用任何磁盤陣列卡。
  • 實現簡單
• 半軟RAID：
  • 性能及穩定性較RAID有不少提升。
  • 較易遷移到其他電腦。
• 缺點：
• 硬RAID：
  • 設備成本是三種類型中最高的。
  • 需要一定的技術知識。
• 軟RAID：
  • 耗損較多的CPU資源運算RAID，導致發熱等問題，不夠穩定。
  • 依賴操作系統。
  • 若主板損壞，可能難以購買同款主板重建RAID。
• 半軟RAID：
  • 　比上不足比下有餘。

更多RAID介紹，查看：//www.cnblogs.com/wqs-Time/p/11729235.html

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